INSTITUT TEKNOLOGI

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM UNTUK MENINGKATKAN

JAM OPERASI P3GAr (PENGUBAH PANAS PENGHASIL GARAM

DAN AIR TAWAR)

TUGAS AKHIR

SKRIPSI

HASBI MAULANA.S

201612034

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN BISNIS ENERGI

PROGRAM STUDI SARJANA

TEKNIK MESIN

JAKARTA

i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Hasbi Maualana S

NIM : 201612034

Program Srudi : Teknik Mesin

Judul : RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM UNTUK

MENINGKATKAN JAM OPERASI P3GAr (PENGUBAH PANAS

PENGHASIL GARAM DAN AIR TAWAR)

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi pada Program

Sarjana Strata 1, Program Studi, Teknik Mesin Institut Teknologi-PLN

pada Tanggal 26 Agustus 2020

Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan

1. Drs Prayudi, MM., MT Dosen

Pembibing

2. Eri Prabowo, Dr. Ir. M.Kom Ketua Penguji

3. Arief Suardi NC, ST, MT Sekretaris

4. Roswati Nurhasanah, ST, MT Anggota

Mengetahui:

Kepala Program Studi S1 Teknik Mesin

(Roswati Nurhasanah. ST., MT)

ii

PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR SKIRPSI

Nama : Hasbi Maulana S

NIM : 201612034

Program Studi : S1 Teknik Mesin

Judul Proyek Akhir Skripsi : RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM

UNTUK MENINGKATKAN JAM OPERASI P3GAr (PENGUBAH PANAS


Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar Sarjana baik di lingkungan Institut

Teknologi-PLN maupun di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan

saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan

oleh orang lain, kecuali saya secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan

dalam daftar Pustaka. Pernayataan ini dibuat dengan penuh kesadaran dan rasa

tanggung jawab serta bersedia memikul segala resiko jika ternyata pernyataan

ini tidak benar.

Jakarta, 25 Agustus 2020

(Hasbi Maulana S)

iii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang

sebesar- besarnya kepada yang terhormat:

(Drs. Prayudi, MM., MT) Selaku Pembimbing

Yang telah memberikan petunjuk saran-saran serta bimbingan sehingga Skripsi

ini dapat diselesaikan:

Terimakasih yang sama, saya sampaikan Kepada

1. Ibu Roswati Nurhasanah Selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Mesin

Yang telah Mendukung dan memberikan izin saya untuk melakukan pengujian

alat di Laboratorium Konversi Energi ini sehingga dapat berjalan degan lancar

Jakrta, 25 Agustus 2020

(Hasbi Maulana S)

201612034

iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Institut Teknologi – PLN, saya yang bertanda tangan

di bawah ini:

Nama : Hasbi Maulana S

NIM : 201612034


Fakultas : Teknologi dan Bisnis Energi

Jenis Karya : Skripsi

Demi Pengembangan ilmu Pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Institut Teknologi-PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non-exclusive

Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:

RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM UNTUK MENINGKATKAN JAM

OPERASI P3GAr (PENGUBAH PANAS PENGHASIL GARAM DAN AIR

TAWAR)

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Institut Teknologi-PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelolah dalam bentuk pangkalan data (database),

merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian

Pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di: Jakarta

Pada Tanggal: 25 Agustus 2020

Yang Menyatakan

(Hasbi Maulana S)

v

RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM UNTUK

MENINGKATKAN JAM OPERASI P3GAr (PENGUBAH PANAS


Hasbi Maulana S, (201612034)

Di bawah bimbingan (Drs. Prayudi. MM., MT)

ABSTRAK P3GAr (Pengubah Panas Penghasil Garam dan Air Tawar) adalah sebuah alat untuk memproduksi garam serta juga dapat menghasilkan air bersih yang layak untuk dikonsumsi yang dimana pada saat ini produksi garam di indonesia semakin menurun dikarekankan faktor cuaca pada saat musim hujan yang mengakibatkan kegagalan panen sehingga juga tidak dapat beroperasi maka dari itu alat P3GAr dikombinasikan dengan hybrid energy sebagai sumber energi listrik yang dimana menggabungkan dua energi menjadi satu yaitu energi matahari dan energi angin. Dimana hasil perancangan energi hybrid yang digunakan jam operasional bisa meningkat 24 jam beroperasi dikarenakan penggunaan dua energi dan ditambah dengan menggunakan energi baterai sebagai cadangan jika kedua energi ini tidak beroperasi semuanya, dengan daya yang dihasilkan oleh oleh PLTB adalah 25,13 Watt dan untuk PLTS kapasitas 50 Wp yaitu 30,971 Watt, dimana daya itu akan di gunakan untuk mengisi baterai yang kemudian dirubah menjadi energi listrik AC dengan menggunakan inverter yang kemudian akan digunakan untuk mengoperasikan P3GAr dimana hasil garam yang diperoleh oleh dengan air laut 3 liter yaitu sebesar 37,9 gr garam dan 600 ml air tawar yang menggunakan air laut dengan salinitas air 34 ppt.

Kata Kunci: Garam, Air bersih, Hybrid energy.

vi

DESIGN AND BUILD A HYBRID SYSTEM TO IMPROVE OPERATIONAL HOUR

P3GAr (SALT AND FRESH WATER PRODUCING HEAT EXCHANGER)

Hasbi Maulana S, (201612034)

Under the Guidance of (Drs. Prayudi. MM., MT)

ABSTRACT P3GAr (Salt and Fresh Water Producing Heat Exchanger) is a tool for producing

salt and can also produce clean water that is suitable for consumption, which

currently decreases salt production in Indonesia due to weather factors during

the rainy season which results in crop failure so that it can also not operate when

that. From there the P3GAr device is combined with hybrid energy as a source of

electrical energy that combines two energies into one, namely solar energy and

wind energy. Where the results of the design of hybrid energy used operational

hours can increase 24 hours of operation due to the use of two energies and

coupled with using battery energy as a backup if these two energies do not

operate together, With the power generated by PLTB is 25.13 Watt and for PLTS

capacity 50 Wp is 30.971 Watt, where the power will be used to charge the battery

which is then converted into AC electrical energy using an inverter which will then

be used to operate the P3GAr. Where the salt results obtained with 3 liters of

seawater are 37.9 grams of salt and 600 ml of fresh water using seawater with a

water salinity of 34 ppt.

Key word: Salt, Clean Water, hybrid energy.

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi robbil alamin. Segala puji syukur bagi Allah SWT atas

karunianya yang telah senantiasa membantu penulis dalam menyelesaikan

penulisan Skripsi ini yang berjudul:

“RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM UNTUK MENINGKATKAN JAM

OPERASI P3GAr (PENGUBAH PANAS PENGHASIL GARAM DAN AIR

TAWAR)”

Dalam menyelesaikan Skripsi ini. Penelitian ini diajukan untuk memenuhi

syarat akademik dalam menyelesaikan Program Strata 1 Sarjana Teknik. Penulis

menyadari bahwa dalam penlitain masih banyak kekurangan dan jauh dari kata

sempurna, hal tersebut dikerenakan adanya keterbatasan kemampuan yang

penulis miliki.

Atas segala kekurangan yang terdapat dalam penelitian ini, penulis telah

banyak menerima dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara

langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis menyampaikan

ucapan terim kasih sebesar-besarnya kepada semua pihak yang membantu,

terkhusus kepada:

1. Kedua orang tua saya yang telah memberikan doa yang terus-

menerus dan semangat kepada saya serta financial dalam

pembuatan Skripsi ini.

2. Bapak Drs Prayudi, MM., MT. Selaku Dekan Fakultas Teknologi dan

Bisnis Energi juga selaku Dosen Pembimbing Skripsi di Institut

Teknologi-PLN Jakarta.

3. Ibu Roswati Nurhasanah, ST, MT. Selaku Kepala Program Studi

Sarjana Teknik Mesin Institut Teknologi-PLN Jakarta.

4. Kepada Teman-teman Mesin Angkatan 2016 yang telah memberikan

semangat dan bantuan dalam menyelasaikan Skipsi ini.

Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari kata sempurna.

Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun

viii

kesempurnaan dalam Skripsi ini dan semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan

yang membaca Skripsi ini.

Jakarta, 9 September 2020

Hasbi Maulana S

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................. i

PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR SKIRPSI ...................................... ii

ABSTRAK ........................................................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xv

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar belakang ....................................................................................... 1

1.2 Permasalahan Penelitian ....................................................................... 4

1.2.1 Identifikasi Masalah ......................................................................... 4

1.2.2 Ruang Lingkup masalah .................................................................. 4

1.3 Rumusan Masalah ................................................................................. 5

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian .............................................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI DAN KERANGKA PEMIKIRAN................................ 7

2.1 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 7

2.2 Sifat - sifat garam dan proses pembuatannya ......................................... 12

2.2.1 sifat fisik garam.................................................................................. 12

2.2.2 Standar garam industri ...................................................................... 12

2.2.3 Salinitas ......................................................................................... 13

2.2.4 Proses pembentukan garam dan pemurnian air laut ..................... 14

2.3 Analisa Perpindahan Panas ................................................................. 15

2.3.1 Perpindahan Massa ...................................................................... 15

x

2.3.2 Penukar Panas (Heat Exchanger) ................................................. 16

2.3.3 Boilling ........................................................................................... 17

2.4 Rancangan P3GAr ............................................................................... 18

2.4.1 Perancangan Kondensor ............................................................... 18

2.4.2 Rancangan Heater electric ............................................................ 22

2.4.3 Photovoltaic ................................................................................... 22

2.4.4 Wind tubine ................................................................................... 23

2.5 Validasi Rancang Bangun .................................................................... 24

2.5.1 Rancangan pemanas .................................................................... 24

2.5.2 Rancangan alat bantu ................................................................... 25

2.5.3 Rancangan instalasi monitoring .................................................... 25

2.5.4 Rancangan hybrid energy ............................................................. 25

BAB III METODE PENELITIAN ......................................................................... 27

3.1 Perancangan Penelitian ....................................................................... 27

3.1.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 27

3.1.2 Metode Penelitian .......................................................................... 27

3.1.3 Varibel Penelitian .......................................................................... 27

3.1.4 Kerangka pemcah masalah ........................................................... 28

3.2 Teknik Analisa Data ............................................................................. 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 38

4.1 Alur Sistem P3GAr ............................................................................... 38

4.2 Proses Perancangan Hybrid system................................................. 38

4.3 P3GAr (Pengubah Panas Penghasil Garam dan Air Tawar) ............... 65

4.4 Alur Proses Pembuatan Garam dan Air Tawar ........................................ 74

4.2 Analisa Perancangan Desain ............................................................... 75

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 78

xi

5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 78

5.2 Saran ................................................................................................... 78

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 79

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .............................................................................. 83

LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................... 84

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kebutuhan garam impor dan produksi garam lokal 2019 ................ 7

Gambar 2.2 Kualitas air sungai dari tahun 2010 hingga 2016 ............................ 9

Gambar 2. 3 Ketergantungan difusi pada profil konsentrasi ............................ 16

Gambar 2. 4 Sistem hybrid energy P3GAr ........................................................ 26

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................... 27

Gambar 3. 4 Alur Proses perancangan Hybrid system ..................................... 31

Gambar 3. 5 Anemometer................................................................................. 31

Gambar 3. 6 Tang amper yang berwarna hijau hitam dan multitester yang

berwarna hitam kotak ........................................................................................ 32

Gambar 3. 7 Desain bilah ................................................................................. 32

Gambar 3. 8 Software yang digunakan ............................................................. 37

Gambar 4. 1 Alur Sistem P3GAr ....................................................................... 38

Gambar 4. 2 Rata-Rata kecepatan angin di IT-PLN ......................................... 39

Gambar 4. 3 Nilai ratio Cl/Cd berbanding Alpha ............................................... 45

Gambar 4. 4 Nilai Alpha pada Qblade .............................................................. 54

Gambar 4. 5 Desain 3D Blade .......................................................................... 56

Gambar 4. 6 Data Pengujian Panel Surya 50 Wp ............................................. 58

Gambar 4. 7 Baterai .......................................................................................... 58

Gambar 4. 8 Proses pembuatan bilah .............................................................. 60

Gambar 4. 10 Proses pembuatan tiang dan rangka panel surya ...................... 60

Gambar 4. 9 Pembuatan tiang dan rangka panel surya .................................... 60

Gambar 4. 11 Desain Ekor................................................................................ 61

Gambar 4. 12 Proses pembuatan ekor ............................................................. 61

Gambar 4. 13 Rangkain Rektifire ...................................................................... 62

Gambar 4. 14 Hybrid energy ............................................................................. 62

Gambar 4. 15 Desain Rangka ........................................................................... 65

Gambar 4. 16 Desain P3GAr ............................................................................ 65

Gambar 4. 17 Proses Pemotongan ................................................................... 67

Gambar 4. 18 Proses Pengelasan .................................................................... 67

Gambar 4. 19 Desain kondensor ...................................................................... 69

Gambar 4. 20 Proses Pemasagan Heater dan Kondensor ............................... 69

file:///D:/PROJECT/SKRIPSI/PROPOSAL%20SKRIPSI/SKRIPSI/SKRIPSI%20201612034%20HASBI%20MAULANA%20S.docx%23_Toc46434751




file:///D:/PROJECT/SKRIPSI/PROPOSAL%20SKRIPSI/SKRIPSI/Siap%20sidang/SKRIPSI%20201612034%20HASBI%20MAULANA%20S%202.docx%23_Toc50613848























xiii

Gambar 4. 21 Proses Pemasangan Pompa 12 V DC ....................................... 70

Gambar 4. 22 Pemasangan Air Cooling ........................................................... 70

Gambar 4. 23 Flitrasi 3 Tahap .......................................................................... 71

Gambar 4. 24 Contoh Program Arduino ........................................................... 71

Gambar 4. 25 Sistem Monitoring Suhu ............................................................. 72

Gambar 4. 26 Wiring Diagram Hybrid ............................................................... 72

Gambar 4. 27 Hasil garam dan air tawar .......................................................... 73

Gambar 4. 28 Konsumsi daya produksi ............................................................ 74

Gambar 4. 29 Skema Proses Pembuatan Garam dan Air Tawar ..................... 74










xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Sifat Fisik Garam.............................................................................. 12

Tabel 2. 2 Standar garam industri menurut SNI dan SII ................................... 12

Tabel 2. 3 Salinitas Garam Berdasarkan Presentasi Kadar Garam Terlarut. .... 14

Tabel 3. 2 Peralatan perancangan Hybrid system ............................................ 33

Tabel 3. 3 Data alat dan bahan pembuatan rangka panel surya....................... 33

Tabel 3. 4 Alat dan bahan pembuatan ekor ...................................................... 35

Tabel 3. 5 Alat dan bahan Rektifire ................................................................... 35

Tabel 4. 4 Rata-rata Kecepatan Angin dalam 7 hari ......................................... 39

Tabel 4. 6 Parameter Perhitungan Jari-Jari ...................................................... 41

Tabel 4. 7 Tabel Parameter TSR, Airfoil, Ratio Cl/Cd dan Chord ..................... 44

Tabel 4. 8 Parameter Penentuan Sudut Puntir ................................................. 45

Tabel 4. 5 Data Pengujian Panel surya 50 Wp ................................................. 57

Tabel 4. 9 Data Pengujian PLTB 750 Watt ....................................................... 63

Tabel 4. 10 Validasi Hybrid energy ................................................................... 64

Tabel 4. 1 Parameter Perancangan Kondensor ................................................ 68

Tabel 4. 2 Hasil Perhitungan Parameter Kondensor ......................................... 68

Tabel 4. 3 Validasi desain kondensor ............................................................... 73

Tabel 4. 11 Analisa Fishbone Jam Operasi Rendah ......................................... 76

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. 1 Data Pengujian Kecepatan Angin .............................................. 84

Lampiran 1. 2 Desain 2D P3GAr ....................................................................... 88

Lampiran 1. 3 Desain Bilah 2D ......................................................................... 89

Lampiran 1. 4 Desain Coil Condensor .............................................................. 90

Lampiran 1. 5 Desain Ekor 2D .......................................................................... 90

Lampiran 1. 6 Desain Tiang .............................................................................. 91

Lampiran 1. 7 Desain Hybrid energy ................................................................. 91




1

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

Indonesia merupakan negara terpadat keempat di dunia dibuktikan

dengan jumlah penduduk Indonesia yang mencapai 269,6 juta jiwa

(Kusnandar, 2020). Dengan jumlah penduduk Indonesia yang sangat besar

angka ini akan terus bertambah setiap harinya dan kebutuhan akan sumber

daya manusia akan semakin meningkat juga, salah satunya yaitu garam dan

air bersih yang selalu digunakan setiap hari.

Garam adalah salah satu kebutuhan manusia yang tidak pernah

terlepaskan dari kebutuhan sehari - hari dan juga banyak digunakan dalam

dunia industri. Kementrian perindustrian mengatakan bahwa garam sebagai

komoditas strategis, juga dapat mendukung rantai pasok dan meningkatkan

nilai tambah sejumlah industri dalam negeri. Selain itu penggunaan garam ini

sangat luas, antara lain di industri kimia, aneka pangananan dan minuman,

farmasi dan kosmetika, hingga pengeboran minyak. Bahkan, tanpa garam,

industri kertas tidak berproduksi, dan kontak lensa tidak bisa jadi (Kementrian

perindustrian republik indonesia, 2018) .Tetapi sampai saat ini Indonesia

masih mengimpor garam sangat besar karena masih belum sanggup

memenuhi kebutuhan garam nasional yang di perkirakan naik 3,8 hingga 4

juta ton pada tahun 2020 (Siregar, 2020). Dan kebutuhan garam di Indonesia

mulai meningkat dari tahun 2014 hingga 2019 dan poduksi menurun di tahun

2019 dari tahun sebelumnya yaitu 2,7 juta ton turun menjadi 2,3 juta ton, hal

ini dikarenakan kualitas garam lokal yang hanya memiliki kadar NaCL 81%-

96% dan hargarnya yang lebih mahal sedangkan garam impor memliki harga

murah dengan kulaitas garam di atas 97% (Jayani, 2019). Guru besar teknik

kimia Universitas Indonesai mengatakan bahwa produksi garam di Indonesia

masih menggunakan cara tradisional yang bergantung pada energi matahari

dan membutuhkan waktu yang cukup lama yaitu 5-6 pekan serta produksi

garam Indonesia membutuhkan teknologi baru agar dapat mengatasi

permasalahan produk di garam ini (Prasongko, 2018). Sedangakan menurut

deputi bidang teknologi BPPT Eniya Listiani Dewi mengatakan bahwa

2

Indonesia seharusnya sudah dapat mengatasi permasaslahan impor garam

Indonesia yang sangat tinggi yaitu dengan melakukan pembebasan lahan

sebesar 400 ha hingga 5000 ha dan jika impor garam di Indonesia mencapai

1,7 ton pertahunnya maka membutuhkan lahan hingga 15.000 ha (Ambari,

2017).

Air adalah suatu sumber daya alam mineral yang tidak pernah lepas dari

kebutuhan manusia. Ketersediaan sumber daya air juga berpengaruh

terhadap segala aspek kehidupan seperti kesehatan dan juga dalam

kehidupan bermasyarakat, kelancaran akan sumber daya air juga dapat

dipercaya dapat memutus rantai kemiskinan. Data dari pusat statistik

menyebutkan bahwa akses air bersih di Indonesia masih mencapai 72,55%,

yang dimana angka ini masih di bawah angka Sustainable Development

Goals (SDGs) yaitu 100% (Vania, Rossa; Nodia, 2018). Krisis air bersih juga

disebabkan oleh pencemaran, faktor iklim dan lingkungan. Salah satunya

pencemaran air sungai di indonesia yang meningkat dari pencemaran

sungai berat pada tahun 2014 dan 2016 sangat meningkat hingga 55,88%

(Gerintya, 2018). Perubahan iklim ini juga mengakibatkan kemarau yang

panjang di indonesia, diperkirakan puncak kemarau akan masuk pada bulan

agustus. Badan Meteorolgi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) memprediksi

bahwa 9,9% daerah Indonesia akan mengalami kemarau lebih awal di bulan

juli (Pranita, 2020). Selain daerah perkotaan yang mengalami kekurangan air

bersih daerah desa pesisir juga mengalami krisis air bersih dimana dari

12.827 desa p esisir 66,54% yang hanya dapat mengakses air bersih. Susan

harawati mengatakan bahwa desa – desa di pesisir mengambil air dari

beragam sumber, diantaranya yaitu 1.106 desa memakai air kemasan, 1.002

desa memakai air tadah hujan, 2.716 desa memakai mata air, 4.713 desa

memakai sumur, 374 desa memakai kolam atau sungai dan 1.330 memakai

air PAM (Ambari, 2018)

Dengan luas perairan dalam dan perairan pulau Indonesia 3.110.000 km2,

luas laut teritorial Indonesia 290.000 km2, luas zona tambahan Indonesia

270.000 km2, luas zona ekonomi eksklusif Indonesia 3.000.000 km2, luas

landas kontinen Indonesia adalah 2.800.000 km2, luas total perairan

3

Indonesia 6.400.000 km2 (Komunikasi, 2018), serta Indonesia menempati

urutan kedua garis pantai terpanjang didunia dengan panjang garis pantai

Indonesia adalah 99.093 km, selain itu Indonesia memiliki kurang lebih

17.000 pulau (dewanti, 2015), seharusnya Indonesia dapat memenuhi

kebutuhan garam dan air bersih nasional, tetapi sampai saat ini Indonesia

masih belum dapat memenuhinya.

Berdasakan permasalahan di atas bahwa Indonesia sebagai negara

maritim dimana daerahnya Sebagian besar adalah perairan masih

mempunyai permasalahan yaitu kurangnya ketersediaan air bersih dan

masih mengimpor garam khususnya di daerah pesisir yang sangat kurang

akan kebutuhan garam dan air bersih. Maka dari itu diperlukannnya sebuah

inovasi tepat guna untuk menanggulangi permasalahan salah satunya

pengembangan teknologi destilasi.

Destilasi adalah sebuah proses pemisahan dua komponen atau lebih yang

memiliki titik didih yang berbeda satu sama lainnya (Walangare, K B A;

Lumenta, A S M; Wuwung, J O; Sugiarso, 2013). Pada proses destilasi

memiliki beberapa proses yaitu: perpindahan panas, penguapan, serta

pengembunan (Astawa et al., 2012). Di Indonesia destilasi umumnya dikenal

dengan teknologi penyulingan air laut dengan menggunakan energi

matahari, tetapi hal ini sangat bergantung pada energi matahari dimana jika

kondisi matahari tertutup awan akan berpengaruh dengan hasil dan

waktunya proses destilasi dan pada saat musim hujan sistem ini tidak akan

bisa digunakan, maka dari itu penggunaan sistem heater pada penelitian ini

menggunakan sistem heater electric agar proses destilasi bisa maksimal dan

bisa bekerja di saat cuaca yang tidak menentu.

Indonesia salah satu negara tropis dimana memiliki potensi besar akan

sumber energinya salah satunya yaitu energi matahari, enerrgi matahari

adalah energi yang tidak akan pernah habis dan juga tidak bersifat polutif

(Astawa et al., 2012) selain energi matahari yang dapat digunakan energi

angin juga sangat berpotensi dengan kecepatan angin 3 m/s hingga 6 m/s

dan juga energi matahari bisa mencapai hingga 480 kwh/m2/hari (Kementrian

4

Energi dan Sumber Daya Mineral, 2008). Apabila dua energi dapat

dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik sebagai sumber daya heater electric

untuk mendestilasikan air laut hingga menjadi air tawar dan garam maka

akan dapat menguarangi biaya konsumsi listrik dari pln. Dengan

menggunakan photovoltaic sebagai pengubah energi matahari menjadi listrik

dan turbin angin sebagai pengubah energi angin yang di rubah menjadi

energi mekanik dan di konversi menjadi listrik menggunakan generator yang

kemudian di simpan di baterai sebagai energy storage jika sumber energi

tidak berjalan sehingga alat ini bisa berjalan meskipun sumber energi

primernya tidak berjalan. Maka dari itu penelitian ini berjudul P3GAr

(Pengubah Panas Penghasil Garam dan Air Tawar) berbasis HOPE (Hybrid

One Pole Energy). Diharapakan dengan adanya alat ini impor garam industri

di Indonesia semakin berkurang dan permasalahan air bersih di daerah

pesisir indonesai cepat teratasi.

1.2 Permasalahan Penelitian

1.2.1 Identifikasi Masalah

Dari penjelasan di atas peneliti dapat mengindentifikasi informasi

permasalahan yang didapat sebagai berikut:

1. Kualitas garam lokal yang di bawah standar kelayakan garam

industri.

2. Kurangnya pasokan air bersih di Indonesia khususnya di daerah

pesisir Indonesia.

3. Teknologi produksi garam yang masih menggunkan sinar matahari

dan lahan yang luas.

1.2.2 Ruang Lingkup masalah

Berdasarkan identifikasi yang telah dilakukan dan permasalahan

yang didapat maka peneliti membatasi ruang lingkup agar penelitian

ini dapat fokus dan mencapai kesempurnaan maka batasan masalah

sebagai berikut.

1. Proses pembuatan hanya menggunakan air laut yang sudah

dirubah menjadi air tua.

5

2. Perancangan meliputi perancangan kondensor, Perancangan

desain hybrid energy,

1.3 Rumusan Masalah

Berlandaskan latar belakang dan identifikasi yang telah dilakukan agar

dapat mengatasi kualitas garam lokal dan kurangnya akses air bersih daerah

pesisir maka rumusan masalah adalah sebagai berikut:

1. Apakah rancang bangun hybrid system dapat meningkatkan jumlah jam

operasi P3GAr?

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Bersumber dari permasalahan yang telah disampaikan di atas maka

tujuan dan manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk Mengetahui apakah Hybrid system dapat meningkatkan jam

operasi P3GAr.

1.5 Sistematika penulisan

Dalam sistem penulisan laporan tugas akhir memiliki sistematika penulisan

sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan

Dalam bab pertama ini menjelasakan tentang latar belakang

permasalahan yang menyangkut tentang penelitian ini, serta rumusan

masalah, Batasan penelitian, tujuan dan manfaat dari penelitian ini,

serta sistematika penulisan.

Bab II Landasan Teori

Dalam bab ini menerangkan tentang dasar teori mengenai

perancangan P3GAr yaitu dari mulai standar garam dan air mineral,

perancangan kondensor, perhitungan dalam perancangan kondensor,

perancangan hybrid system dan insatalasi monitoring.

Bab III Metodologi Penelitian

Dalam bab ini menerangkan tentang metode-metode yang digunakan

dalam penelitian ini untuk merancang P3GAr.

6

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Dalam bab ini menerangkan tentang pembahasan mengenai

perancangan P3GAr yang meliputi: data-data hasil observasi yang

meliputi data angin dan data hasil uji coba panel surya, dan

perhitungan perancangan kondensor, data hasill uji coba alat,

perancangan sistem hybrid dan instalasi monitoring.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Dalam bab terkahir ini menerangkan tentang kesimpulan dan saran

dar hasil dari uji coba P3GAr.

7

BAB II

LANDASAN TEORI DAN KERANGKA PEMIKIRAN

2.1 Tinjauan Pustaka

Garam atau NaCl dapat dibedakan berdasarkan kegunaannya yaitu

garam proanalisis, garam konsumsi, dan garam industri dimana garam

proanalisis merupakan garam dengan kadar kemurniannya mencapai

(>99%) yang digunakan sebagai reagen dalam analisis di laboratorium dan

industri farmasi, garam konsumsi dipakai untuk kebutuhan rumah tangga

sebagai bumbu dapur dan pada dunia industri garam digunakan sebagai

pembuatan natrium sulfat (Na2So4), natrium karbonat (Na2CO3), natrium

bikarbonat (NaHCO3) serta pada dunia industri klor alkali sebagai penghasil

klorin (Cl) dan natrium hidroksida (NaOH), garam umumnya sudah

mengandung pengotor yaitu magnesium sulfat (MgSo4), magnesium klorida

(MgCl2), kalsium klorida(CaCl2), kalsium sulfat(CaSo4), serta air(H2o) (Angela

Martina et al., 2016). menurut SK Menteri Perindustrian Nomor

29/M/SK/2/1995 bahwa pengesahan dan penerapan Standar Nasional

Indonesia (SNI) tentang garam industri harus memiliki kadar NaCl sebesar

98,5%, namun hingga saat ini Indonesia masih mengimpor garam

dikarenakan kualitas garam Indonesia yang di bawah standard industri yaitu

hanya memiliki kadar NaCl 86% - 96% dan harganya yang lebih mahal

dibanding garam impor(Angela Martina et al., 2016). Dari data kementrian

koordinator bidang perekonomian bahwa kebutuhan garam di Indonesia

menigkat dibuktikan dengan gambar di bawah ini

Gambar 2.1 Kebutuhan garam impor dan produksi

garam lokal 2019

8

Dari gambar tersebut dapat dilihat pada tahun 2019 kebutuhan garam

meningkat menjadi 4,2 juta ton dimana tahun sebelumnya kebutuhan garam

di Indonesia hanya 3.8 juta ton dan produksi lokal yang hanya bisa mencapai

2.3 juta ton(Jayani, 2019). Penggunaan teknologi pada produksi garam di

Indonesia masih sangat kurang dan para petani garam masih menggunakan

cara tradisonal untuk memproduksi garam yang bergantung terhadap

panasnya matahari yang membutuhkan waktu 5-6 pekan (Prasongko, 2018).

Teknologi untuk menghilangkan kadar impurities pada garam ada dua

pengolahan yaitu pengolahan secara kimia yang menggunakan bahan

tambah sebagai pengikat impurities seperti natrium karbonat (Na2CO3),

dinatrium phosphate (Na2HPO4), natrium hidroksida (NaOH), barium klorida

(BaCl2), dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2), serta pengolahan secara fisika

yang menggunakan cara seperti, pencucian, evaporasi atau disebut

kristalisai, dan reverse osmosis (RO) (Sumada et al., 2016)

Penggunaan proses penghilang impiurities sudah banyak digunakan

dikembangkan dan diolah salah satunya yaitu penelitian oleh ketut sumada

dkk (2016) yaitu penggunaan metode pencucian dan evaporasi untuk

merubah garam kerosok menjadi garam industri. Dengan sempel garam

krosok berkisar 82,32% - 89,24%, dengan cara melarutkan 300 gr garam

dengan 1 liter air yang kemudian di aduk dengan kecepatan 200 rpm di dalam

tangka pengaduk dengan perbandingan berat/volue air garam jenuh 1:2,5

yang menghasilkan 360 gram/liter air, dimana kadar NaCl meningkat 12,37%

yang berkisar antara 94,85% - 98,14% kandungan NaCl, dan kemudian di

evaporasi dengan penguapan larutan sebesar 40% mendapatakan

peningkatan kualitas kadar NaCl sebesar 1,85% dengan kualitas NaCl

98,78% - 99,21% dan kemudian di evaporasi lagi dengan memisahkan kristal

garam yang terbentuk dengan cara filtrasi dan kemudian hasil filtrasi di

evaporasi lanjut yang menghasilkan peningkatan kadar NaCl sebesar

0,428% dengan kualitas NaCl 99,53% - 99,73%, hal ini sudah memenuhi

standar SNI garam industri.

9

Indonesia adalah negara industri yang Sebagian besar wilahnya adalah

perairan. Indonesia juga memiliki kurang lebih 17.000 pulau dan panjang

garis pantai sebesar 99,093 km (dewanti, 2015), dengan banyaknya pulau

yang ada di Indonesia serta wilayah yang industri besar adalah perairan

kebutuhan akan sumber daya air di Indonesia sangat melimpah. Tetapi

hingga saat ini ketersedian air di Indonesia sangat buruk dari mulai

kebutuhan air minum, mandi, hingga pertanian akan semakin susah hal ini

dikarenakan beberapa faktor yaitu pencermaran lingkungan yang

mengakibatkan air sungai tercemar hingga tidak bisa digunakan lagi,

pembuangan limbah industri yang sembarangan mengakibatkan daerah

disekitrnya mengalami penecemaran lingkungan, hingga faktor cuaca yang

mengakibatkan kekeringan di ladang petani sampai gagal panen akibat

kekurang air pada tanamannya. Ketersedian air di Indonesia dari data badan

pusat statistic (BPS) mengatakan bahwa kertersedian air di Indonesia

mencapai 72,55% tetapi angka ini di bawah angka Sustainable Development

Goals (SDGs) yaitu 100% (Vania, Rossa; Nodia, 2018). Serta angka

pencemaran air sungai di Indonesia sangat besar dapat dilihat pada gambar

di bawah ini

Dari data Kementrian Lingkungan hidup dan kehutanan dapat dikatakan

bahwa kualitas air sungai di inonesia sangat menurun dari tahun 2014 air

yang memenuhi sudah sangat sulit ditemukan hingga sampai tahun 2016 hal

Gambar 2.2 Kualitas air sungai dari tahun 2010 hingga 2016

10

ini yang menyebabkan beberapa masyarakat membeli air kemasan, selain

kualitas air sungai yang buruk di Indonesia kebutuhan akan air besrih di

daerah pesisir sangat jauh dari kata ada, kebanyakan masyarakat daerah

pesisir menggunakan air payau yang masih memiliki kadar garam rata-rata

3 sampai dengan 4,5%. Pembangunan gedung besar besar yang

mengakibatkan kurangnya resapan air yang disimpan di dalam tanah. Tidak

heran jika Peneliti dari Pusat Penelitian Geoteknologi Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI) Rachmat Fajar Lubis mengatakan bahwa 80%

air yang berada di bumi berasal dari air hujan (Ambari, 2017).

Proses pengolahan air payau ada beberapa metode yang bisa dilakukan

antara lain yaitu reverse osmosis (RO), electrodialisis, destilasi transfer

membrane, ion exchange, serta destilasi dengan evaporasi. Dari pengolahan

air payau ini dibutuhkannya sebuah teknologi yang murah dan efisien dimana

teknologi seperti reverse osmosis (RO) masih cukup mahal dangan sangat

tidak ekonomis. Pengolahan secara destilasi menggunakan sinar matahari

banyak dikembangkan salah satunya yaitu (Dewantara et al., 2018) membuat

desalinasi air laut menggunakan energi surya yang menggunakan prinsip

kemiring pada sebuah wadah kotak yang ditutup oleh bahan yang transparan

yang kemudian dipanaskan oleh sinar matahari yang akan menembus bahan

transparan yang mengakibatkan perbedaan temperature pada sisi dalam dan

luar sehingga air baku akan menguap serta selanjutnya akan mengalami

proses pengembunan dan embun tersebut disamping di dalam kanal yang

sudah didesain dan membutuhkan waktu 1 hari. Dari hasil destilasi yang

dilakukan air yang di peroleh sebesar 374,7 ml air dengan volume air laut 3

liter, 554,3 ml air dengan volume air laut 4,5 liter serta 818,5 ml air dengan

volume air laut 6 liter dan kualitas salinitas air 236 mg/L dengan kategori air

bersih tingkat rendah. Selain itu penelitian lain juga pernah dilakukan oleh

(Djoyowasito et al., 2018) dimana pada penelitian ini menggunakan prinsip

rumah kaca yang berbentuk prisma dengan menggunakan bantuan sinar

matahari dengan proses pembuatan dengan lama proses pengeringan yaitu

5 hari lebih lama dibanding cara konvensional.yang hanya membutuhkan

waktu 4 hari dengan hasil garam 1316,5 ml air tawar dan 73,06 garam.

11

Indonesia merupakan salah satu negara tropis di dunia dimana memiliki

beberapa potensi energi terbarukan untuk dikembangkan yaitu matahari dan

angin dimana kedua energi sangat berpotensi dari peta potensi energi surya

dan energi angin indonesia memiliki potensi yang sangat cukup dimana

potensi energi matahari di indonesia bisa mencapai 480 kwh/m2/hari

(Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2008), dan penyinar matahari

di indonesia memiliki 3 kategori yaitu rendah, menengan, dan tinggi, kategori

rendah itu bisa menghasilkan energi di bawah 4,9 Kwh/m2, menengah bisa

menghasilkan energi sebesar 4,9-5,25 Kwh/m2, dan tinggi bisa menghasilkan

energi di atas 5,25 Kwh/m2 (Rumbayan et al., 2012), sedangkan potensi

angin di indonesia di ketinggian 10 m kecepatan rata-rata angin antara 2,5-

3,21 m/s dan pada ketinggian 100 m kecepatan rata-rata angin 2,5-5,41 m/s

(Global Wind Atlas, 2020). Dari data terbut bahwa indonesia sangat

berpotensi untuk mengembangkan kedua energi ini sehingga dapat

mengurangi polusi.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelunya yaitu penggunaan

proses evaporasi dan pencucian untuk meningkatkan kadar NaCl pada

garam krosok ini masih bergantung kepada sumber energi fosil dan proses

destilasi yang masih menggunakan energi surya sebagai pemanasnya kedua

proses ini masih belum efektif dan ekonomis. Maka dari itu peneliti mengguna

proses evaporasi dan destilasi yang menggunakan heater electric sehingga

pemanasan yang dihasilkan tidak memerlukan bahan bakar fosil dan tidak

akan berpengaruh terhadap cuaca yang tidak menentu di karenakan sumber

energi listrik yang digunakan menggunakan photovoltaic sebgai pengubah

energi surya menjadi energi listrik dengan cara merubah cahaya matahari

menjadi listrik dengan efek photovoltaic dan wind turbine pengubah energi

angin dari turbin yang menghasilkan energi kinetik dan di kopel dengan

generator sebagai pengubah energi kinetik menjadi energi listrik, dua energi

ini akan menyuplai listrik untuk proses destilasi dan proses evaporasi.

12

2.2 Sifat - sifat garam dan proses pembuatannya

2.2.1 sifat fisik garam

Garam atau dengan nama lain Crude Sea Salt adalah jenis

garam yang banyak digunakan dalam dunia. Garam memiliki sifat

fisik seperti pada table 1 berikut ini.

Tabel 2. 1Sifat Fisik Garam

No Parameter Besaran Satuan

1 Massa Molekul 58,4 g/mol

2 Bentuk kristal Kubik -

3 Warna Tidak

bewarna-putih

-

4 Densitas 2,165 g/mL

5 Refraksi indeks 1,5442

6 Titik lebur 801 oC

7 Titik didih 1413 oC

8 Kekerasan, skala Mohs’ 2,5

9 Kapasitas panas 0,853 J/g. oC

10 Panas peleburan 517,1 J/g

11 Panas pelarutan, 3,757 1 kg H2O, 25

oC, kJ/mol

12 Kelembaban kritik pada 20 oC, 75,3 %

(Angela Martina et al., 2016)

2.2.2 Standar garam industri

Berlandaskan SK Menteri Perindustrian Nomor 29/M/SK/1995

tentang pengesahan penerapan Standar Nasional Indonesia (SNI) kadar

garam industri seperti pada table 2.

Tabel 2. 2 Standar garam industri menurut SNI dan SII

Parameter SNI (%) SII (%)

NaCl, min 98,5 98,5

H2O 3 4

Ca, max 0,10 0,10

13

Mg, max 0,06 0,06

SO4, max 0,20 0,20

(Widayat, 2009)

Di indonesia kualitas garam yang dibagi menjadi 3 kategori yaitu K1, K2,

K3.

1. Garam dengan kualitas K1 memiliki kadar NaCl di atas 97% dan

kadar larutan air tua 26-29,5 oBe.

2. Garam dengan kualitas K2 memiliki kadar NaCl minimum 94,7%

dengan kadar larutan air tua 29,5-35 oBe yang merupakan sisa

kristalisasi dan memiliki warna kecoklatan.

3. Garam dengan kualitas K3 memiliki kadar NaCl di bawah 94,7%

dengan kadar larutan air tua di atas 35 oBe dan memiliki warna coklat.

(Angela Martina et al., 2016)

2.2.3 Salinitas

Salinitas adalah sebuah tingakat keasinan di dalam air. Salinitas

juga berpengaruh terhadap kandungan garam ditanah, dimana

kandungan garam di danau, dungai, saluran air alami itu sangat kecil,

sehingga dikategorikan sebagai air tawar. Kandungan garam yang ada di

air harus kurang dari 0,05%, jika di atas itu dikategorikan sebagai air payau

atau menjadi air saline jika konsetrasinya 3 hingga 5% dan di atas 5%

akan menjadi air brine, ada beberapa faktor yang mempengaruhi salinitas

yaitu:

3. Penguapan air laut yang semakin besar, menyebabkan tingginya

kadar garam dan sebaliknya jika tingkat penguapan semakin

rendah maka kadar garam yang ada akan kecil.

4. Tingkat curah hujan yang sangat tinggi akan mengurangi kadar

garam dan juga sebaliknya jika curah hujan di daerah tersebut

rendah maka kadar garam akan tinggi.

14

5. Banyaknya sungai yang mengalir kelaut akan menguarangi kadar

garam yang ada di daerah tersebut jika sungai yang mengalir ke

laut sedikit kadar garam akan semkin tinggi.

Garam utama yang terdapat pada laut mengandung beberapa zat seperti

klorida (55,04%), natrium (30,61%), sulfat (7,68%), magnesium (3,69%),

kalsium (1,16%), kalium (1,10%), dan sisanya bikarbonat, bromida, asam

borak, strontium, serta florida (1%). Tabel 3 slinitas berdasarkan garam

terlarut.

Tabel 2. 3 Salinitas Garam Berdasarkan Presentasi Kadar Garam Terlarut.

Salinitas garam berdasakan presentase garam terlarut

Air tawar Air payau Air saline Brine

< 0,05% 0,05 – 3% 3 – 5% > 5%

(Walangare, K B A; Lumenta, A S M; Wuwung, J O; Sugiarso, 2013)

2.2.4 Proses pembentukan garam dan pemurnian air laut

2.2.4.1 Proses Kristalisai

Kristalisasi adalah sebuah fenomena yang berkaitan dengan

pembentukan struktur kristal. Dalam proses kristalisasi ada 4 tahap

proses yaitu pembentukan kondisi lewat jenuh atau lewat dingin, nukleasi

atau pembentukan kristal inti kristal, pertumbuhan kristal dan

rekristalisasi atau pengaturan Kembali struktur kristal. Prinsip dalam

pembentukan kristal ada dua yaitu

1. Kondisi lewat jenuh untuk sebuah larutan seperti larutan garam

atau gula.

2. Kondisi lewat dingin untuk sebuah cairan atau lelehan (melt)

seperti air dan lemak.

Agar dapat membentuk sebuah kristal, fase cairan (liquid) harus

melalui kondisi lewat dingin (untuk lelehan). Kondisi tersebut dapat

tercapai melalui pendinginan di bawah titik leleh suatu komponen

(misalnya air) atau melalui penambahan sehingga dicapai kondisi lewat

jenuh (misalnya garam dan gula) pada kondisi tidak seimbang ini,

molekul-molekul pada cairan yang mengatur diri dan membentuk struktur

15

matrik kristal. Kondisi lewat jenuh atau lewat dingin pada produk pangan

diatur melalui proses formulasi atau kondisi lapangan (Purbani, 2000)

2.2.4.2 Proses Destilasi

Proses destilasi adalah proses air laut di panaskan untuk

menguapakan air laut kemudian air laut ituk akan memperoleh air tawar

dari proses pengembunan. Di dalam proses ini menghasilkan tingkat

kemurnian di banding proses lainnya. Air laut akan mendidih pada

temperature 100 oC pada tekanan atmosfir, namun juga dapat mendidih

di bawah 100 oC jika tekanan di dalam diturunkan. Apabila uap

kondensasi maka panas laten akan dilepaskan dapat dimanfaatkan

sebagai pemanasan air laut.

Proses destilasi dibagi dalam 3 sistem utama yaitu : multi stage

flash distillation, multiple effect distillation dan vapor compession

distillation.(Said, 2003)

2.3 Analisa Perpindahan Panas

2.3.1 Perpindahan Massa

Perpindahan massa adalah sebuah laju aliran massa yang

menghasilkan sebuah perbedaan konsentrasi dalam sebuah campuran.

Pada perpindahan panas Gradient suhu yang mendorong

perpindahannya sedangkan pada perpindahan massa gradient

konsentrasi yang mendorongnya. Proses perpindahan massa sangat

bergantung pada pergerakan molekul pada fluida (Bergman, Theodore L;

Lavine, Adrienne S; Incropera, Frank P; Dewitt, 2011)

2.3.3.1 Hukum Fick Difusi

Hukum fick difusi adalah fluks massa konstituen persatuan luas sebanding

dengan gradien konsentrasi. Dengan persamaan (Holman, 2010).

𝑀𝐴

𝐴= −𝐷

𝜕𝐶𝐴

𝜕𝑋

Dimana

D = Koefisien difusi (m2/s)

MA = Fluk massa persatuan waktu (kg/s)

16

CA = konsentrasi massa komponen A per satuan volume (kg/m3)

Pada perpindahan massa yang terjadi pada sebuah campuran akan di

pengaruhi oleh perbedaan konsentasi pada setiap fuida atau difusi dapat

dilihat pada gambar 1.3 (Holman, 2010)

2.3.2 Penukar Panas (Heat Exchanger)

Heat Exchanger adalah sebuah penukar panas yang terdiri dari

elemen penukar panas, seperti penukar panas yang menggunakan coil

tube yang digunakan pada kondensor. Perpindahan panas yang terjadi di

permukaan akan kontak langsung dengan cairan. Dimana bagian

permukaan yang memisahkan cairan disebut sebagai permukaan kontak

primer atau langsung. Untuk meningkatkan area perpindahan panas,

permukaan sekunder yang dikenal sebagai sirip dapat melekat pada

permukaan primer.

Heat Exchanger dibedakan menjadi empat kategori berdasarkan

bentuknya yaitu,

1. Tubular Heat Exchanger yeng berbentuk double pipe, shell, and

tube, coil tube.

2. Plate Heat Exchanger yang berbentuk spiral, plate coil, lamella.

3. Extended surface Heat Exchanger yang berbentuk tube fin,

plate fin.

4. Regenerator yang berbentuk fixed matrix, rotary

Jika berdasakaran proses perpindahannya ada dua metode yaitu:

1. Indirect contact Heat Exchanger.

Gambar 2. 3 Ketergantungan difusi pada profil

konsentrasi

17

2. Direct contact Heat Exchanger.

Indirect contact Heat Exchanger adalah proses perpindahan panas

secara tidak langsung dengan fluida yang terpisah dan perpindahan

panas melewati dinding pembatas. Perpindahan panas ini bisa

diklasifikasikan kedalam jenis transfer langsung, storage, dan fludized

exchange

Direct contact Heat Exchanger adalah proses perpindahan panas

secara langsung dimana kedua cairan kontak langsung dan tidak terpisah,

proses perpindahan ini juga mengakibatkan perpindahan massa

(T.Kuppan, 2000).

2.3.3 Boilling

Boiling adalah sebuah proses pemanasan cairan disuatu

permukaan yang dimana cairan ini akan mempertahankan suhunya pada

keadaan suhu saturasi dan mempertahan kondisi cairan di suhu jenuh.

Seperti dalam proses memasak air dalam panci akan mendidih dan akan

tercipta gelembung, gelembung tersebut tercipta karena adanya

perluasan gas atau uap yang terperangkap di rongga kecil di dalam

permukaan, gelembung tumbuh dengan ukuran tertentu bergantung pada

panasnya permukaan dengan uap cairan serta suhu dan tekanan di

dalamnya (Holman, 2010).

Dalam menghitung perpindahan panas boiling digunakan rumus

sebagai berikut (Holman, 2010).

𝐶𝑙 . ∆𝑇𝑥

ℎ𝑓𝑔. 𝑃𝑟𝑠𝑙

= 𝐶𝑠𝑓 [𝑞/𝐴

𝜇𝑙 . ℎ𝑓𝑔√

𝑔𝑐𝜎

𝑔(𝑃𝑙 − 𝑃𝑣)]

0.33

Dimana:

Cl = specific heat of saturated liquid

∆Tx = temperature excess = Tw−Tsat, ◦F or◦C

18

Hfg = enthalpy pada penguapan Btu/lbm or J/kg

Pr = Prandtl number

q/A = heat flux per unit area

µl = liquid viscosity, lbm/h·ft, or kg/m.s

σ = surface tension of liquid-vapor interface, lbf/ft or N/m

g = gravitational acceleration, ft/s2 or m/s2

ƿl = density of saturated liquid, lbm/ft3 or kg/m3

ƿv = density of saturated vapor, lbm/ft3 or kg/m3

Csf = constant, determined from experimental data

2.4 Rancangan P3GAr

2.4.1 Perancangan Kondensor

Kondensor merupakan sebuah alat penukar kalor yang berfungsi

sebagai tahap akhir destilasi dengan cara mengubah uap panas menjadi

air tawar proses kondensat atau pengembunan. Perancangan kondensor

pada destilator air laut adalah berupa proses perencanaan pada shell dan

tube yang akan digunakan untuk proses heat transfer. Adanya proses

perhitungan ini bertujuan untuk memaksimal air yang akan dihasilkan

pada saat pengujian alat destilator air laut. Perhitungan perancangan

kondensor merupakan perhitungan untuk mencari nilai LMTD, faktor

koreksi, reynold numer, nuzlt number, koefisien konveksi perpindahan

panas, koefisien perpindahan panas total, kalor, luas permukaan, panjang

pipa, jumah pitch, jarak pitch, berdasarkan pada rumus berikut (Rubianto

et al., 2018).

Perhitungan Log Mean Temperature Differential (LMTD) dapat

dilihat pada rumus (Rubianto et al., 2018)

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷 = ∆𝑇𝐼 − ∆𝑇2

ln(∆𝑇𝐼

∆𝑇2)

19

Dimana:

∆TI = selisih temperatur uap masuk dan air pendingin keluar

∆T2 = ΔT merupakan selisih temperatur uap keluar dan air

pendingin masuk

Kemudian perhitungan factor koreksi dengan rumus sebagai berikut

(Rubianto et al., 2018)

𝐹𝐶 = √𝑅2 + 1 (𝑃 + 1)

𝑅 + 1 ln𝑃𝑅

Dimana:

R = laju rasio (K)

P = efektifitas temperatur fluida dingin (K)

Perhitungan bilangan reynolds number (Re) (Rubianto et al., 2018)

𝑅𝑒 =𝜌.𝑣.𝑑𝑖𝑛

𝜇

Dimana:

P = massa jenis (Kg/m3)

V = kecepatan laju aliran (m/s)

din = diameter dalam (m)

µ = koefisien gesek (Kg/m.s)

perhitungan Nuzelt number di hitungan dengan rumus: (Holman, 2010).

𝑁𝑢 = 0,0265 𝑅𝑒0,8. 𝑃𝑟0,3

20

Dimana:

Re: Reynolds number

Pr: prandel number

Kemudian menghitung koefisien konveksi dengan rumus:(Rubianto et al.,

2018)

ℎ𝑖 = 𝑁𝑢

𝑘

𝑑𝑖𝑛

Dimana:

Nu = Nuzzelt Number

k = konduktifitas termal (W/m.K)

din = diameter dalam (m)

Perhitungan koefisien perpindahan panas total Uo dengan rumus

(Rubianto et al., 2018)

𝑈0 = 1

ℎ𝑖+ 𝑅𝑓𝑖 +

𝑡

𝑘+

1

ℎ0

Dimana:

h = koefisien konveksi (W/m2K)

k = konduktivitas termal (W/m.K)

Rfi = resinstance of fouling factor

t = Tebal dinding (m)

Perhitungan kalor Q dengan rumus: (Rubianto et al., 2018)

𝑄 = 𝑚𝑢𝑎𝑝. 𝐶𝑝. (𝑇ℎ𝑖. 𝑇ℎ𝑜)

21

Dimana:

Muap = laju aliran uap

Cp = spesifik heat (J/Kg.K)

Thi = uap panas masuk (K)

Tho = uap panas keluar (K)

Perhitungan luas permukaan pipa dengan rumus (Rubianto et al., 2018)

𝐴 =𝑄

𝑈𝑜 . 𝐹. ∆𝑇𝑚

Dimana:

Q = kalor (Watt)

Uo = koefisien perpindahan panas total (W/m2K)

F = faktor koreksi

∆Tm = nilai LMTD

Perhitungan panjang pipa dengan rumus (Rubianto et al., 2018)

𝐿 =𝐴

𝜋. 𝑑

Dimana:

A = permukaan pipa (m2)

d = diameter pipa (m)

Perhitungan panjang pitch dengan rumus (Rubianto et al., 2018)

𝑛 =𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎

𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 1 𝑝𝑖𝑡𝑐ℎ

22

2.4.2 Rancangan Heater electric

Heater electric adalah sebuah elemen pemanas yang banyak di

gunakan dalam kehidupan sehari hari mulai dari kebutuhan rumah tangga

hingga industri elemen ini banyak digunakan sebagai alat untuk menikan

temperatur rendah ke temperatur tinggi pada suatu ruangan ataupun pada

sebuah fluida. Heater electric dapat menghasilakn panas dari sebuah

kawat yang memiliki tahanan lisitrik yang tinggi seperti kawat nikelin yang

kemudian digulung spiral dan dialirin listrik AC sehingga terjadi induksi

medan magnet yang di sebabkan oleh frekuensi listrik AC yang tinggi

sehingga terjadi panas yang akan memanaskan benda di sekitarnya

(Satriya Dwi Ariffudin & Wulandari, 2014). Dalam penelitian ini heater

electric digunakan untuk memanaskan air laut dalam panci hingga terjadi

perubahan fase cair. Jenis heater yang digunakan pada penelitian ini

adalah jenis heater yang telah dilapisi plat alumunium secara melingkar

yang akan di lekatkan pada panci.

2.4.3 Photovoltaic

Photovoltaic merupakan sebuah alat yang dapat merubah

pancaran sinar matahari menjadi listrik yang diakibatkan efek photovoltaic.

Pemutus energi matahari memakai sistem lensa yang dikombain dengan

sistem pelacak untuk menitik fokuskan cahaya. Cara kerja dari

photovoltaic yaitu berdasarkan konsep semikonduktor p-n junction.

Dimana Sel terdiri dari lapisan semikonduktor doping-n dan doping-p yang

membentuk suatu p-n junction, lapisan antirefleksi, serta substrat logam

sebagai tempat mengalirnya arus dari lapisan tipe-n (elektron dan tipe-p

(hole). Semikonduktor tipe-n sendiri diperoleh dengan mendoping silikon

unsur dari golongan V yang mengakibatkan terjadinya kelebihan elektron

valensi dibanding atom sekitar. Sedangkan semikonduktor tipe-p didapat

dengan mendoping golongan III maka elektron valensinya akan defisit

satu dibanding atom sekitar. Jika dua tipe material tersebut dihubungkan

maka kelebihan elektron dari tipe-n berdifusi pada tipe-p. Sehingga area

pada doping-n akan bermuatan positif sedangkan area doping-p akan

bermuatan negatif. Medan elektrik yang terjadi pada keduanya

23

mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p. Pada

proses ini telah terbentuk p-n junction. Dengan memberikan kontak logam

pada area p dan n maka telah terbentuk diode (Idris, 2019)

2.4.4 Wind tubine

Wind turbine merupakan sebuah alat yang berfungsi

mengkonversikan energi angin dengan menggunakan blade yang

kemudian akan didorong oleh angin sehingga blade akan berputar

mengubahnya menjadii energi mekanik, dari energi mekanik tersebut

kemudian akan disalurkan keporos generator. Generator inilah yang

akan merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada penelitian ini

digunakan turbin angin tipe horizontal dimana turbin angin tipe horizontal

ini memiliki keunggulan yaitu

1. Cut in pada kecepatan angin rendah dan mudah berputar.

2. Koefisien energi yang relatif tinggi.

3. Aman pada kecepatan angin tinggi (badai) karena memiliki

ekor yang dapat mengarahkan angin pada kecepatan yang

tinggi.

Dimana pada perancangan wind turbine dilakukan beberapa perhitungan

untuk menentukan panjang bilah dengan rumus sebagai berikut (Nuraini

& Abadi, 2019)

Menentukan efisiensi sistem dengan rumus sebagai berikut:

ƞ𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 = ƞ𝑏𝑖𝑙𝑎ℎ 𝑥 ƞ𝑡𝑟𝑎𝑛𝑚𝑖𝑠𝑖 𝑥ƞ𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑥 ƞ𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑟

Dimana: Ƞsistem = Efisiensi Sistem

Ƞbilah = Efisiensi Bilah

Ƞtranmisi = Efisiensi Tranmisi

Ƞgenerator = Efisensi Generator

Ƞcontroler = Efisiensi controller

Menentukan daya angin dengan rumus sebagai berikut:

𝑃𝑎 = 𝑃𝑒

ƞ𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚

Dimana: Pa = Daya angin yang dibutuhkan (Watt)

24

Pe = Daya listrik yang dibangkitkan (Watt)

Ƞsistem = Efisiensi Sistem

Menentukan luas sapuan angin dengan rumus sebagai berikut:

𝐴 = 2 𝑥 𝑃𝑎

𝜌 𝑥 𝑉𝑚𝑎𝑥3

Dimana: A = Luas Sapuan Angin (m2)

Pa = Daya Angin (Watt)

𝜌 = Massa Jenis Udara (1,225 kg/m3)

Vmax = Kecepatan angin maksimal (m/s)

Menentukan panjang bilah dengan rumus sebagai berikut:

𝑅 = √𝐴

𝜋

Dimana: R = Jari-Jari (m)

A = Luas Sapuan Angin (m2)

2.5 Validasi Rancang Bangun

2.5.1 Rancangan pemanas

Pemanasan air laut untuk menjadi proses utama dalam

pembentukan garam dan air tawar pengganti sinar matahari. Jenis

pemanas yang digunakan memiliki dua tipe yaitu heater bands yang

berbentuk pejal berongga pemilihan ini karena bentuknya yang sesuai

dengan tangki air yang berbentuk bulat serta material lapisan yang

digunakan menggunakan plat alumunium yang memiliki daya hantar

panas yang baik selanjutmya yaitu tipe heater keramik untuk proses

kristalisasi pemilhan ini karena memiliki harga yang ekonomis dan daya

hantar yang baik dari bahan keramik.

25

2.5.2 Rancangan alat bantu

Alat yang bantu yang digunakan untuk menunjang proses

perubahan air laut menjadi garam dan air tawar adalah sebagai berikut:

1. Pompa DC 12V

Pompa dc yang digunakan untuk mengalirkan air kedalam

tangki pemanas dan juga mengalirkan air pendingin dan air

yang akan di filtrasi

2. Filtrasi air

Penggunaan filtrasi ini sebagai penunjang proses penjernian

hasil evaporasi yang akan dialirkan ke 3 tinglkat proses

penjernian sampai menjadi air tawar

2.5.3 Rancangan instalasi monitoring

Sistem instalasi pada penelitian ini di amankan dengan

pengaman Miniature Circuit Breaker (MCB) dan fuse sebagai

pengaman jika terjadi sebuah kelebihan arus pada sistem maka MCB

akan memutuskan arus yang masuk pada sistem sehingga peralatan

yang dipakai akan aman.

Sistem monitoring yang digunakan menggunakan hardware

Arduino dimana perangkat elektronik yang open source dengan Bahasa

pemograman C++ yang disederhanakan pemilihan perangkat ini karena

memiliki harga yang cukup ekonomis dan mudah didapat.

Penggunaan sensor termokopel untuk mengatahui panas yang di

hantarkan oleh heater, sensor water level untuk mengatur perbandingan

air yang masuk pada tangki pemanas, kedua sensor ini akan dicontrol

oleh Arduino.

2.5.4 Rancangan hybrid energy

Hybrid energy adalah sistem pembangkit listrik yang

menggabungkan beberapa sumber energi menjadi satu sistem

pembangkit listrik. Pada penelitian ini penggunaan system hybrid

26

energy menggunakan dua energi yaitu energi matahari dan energi angin

karena kedua energi ini sangat efektif di daerah tropis seperti negara

indonesia salah satunya. Selain itu pemilihan kedua energi ini akan

membantu pemasukan energi listrik pada pagi hingga malam hari,

dimana penggunaan energi listrik pada malam hari akan di bantu oleh

energi angin dan sebaliknya pada pagi hari sinar mataharilah yang akan

banyak menghasilkan energi listrik, serta penggunaan kedua energi ini

juga sangat bagus di daerah pesisir pantai yang memiliki hembusan

angin dan sinar matahari yang bagus. Sistem hybrid energy yang

digunakan di P3GAr dapat di lihat pada gambar berikut ini

Gambar 2. 4 Sistem Hybrid energy P3GAr

27

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Penelitian

3.1.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di lingkungan kampus Institut

Teknologi – PLN dan pada tanggal 1 mei – 31 juli 2020

3.1.2 Metode Penelitian

Metode penelitian ini yaitu dengan melakukan beberapa studi

litertur sebagai dasar penelitian serta melakukan metode eksperimental

dengan melakukan beberapa percobaan.

3.1.3 Varibel Penelitian

Variabel Bebas: Evaporasi,Destilasi,Angin,Matahri

Variabel Terika: Garam, Air

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian

28

3.1.4 Kerangka pemcah masalah

Mulai

Studi Pustaka a) Handbook b) E book

c) Jurnal -jurnal d) Internet

Observasi a) Pengambilan data

kondisi angin dan matahari

b) Pengambilan air laut

Pengolahan data Perhitungan panjang bilah

Perancangan

Energy hybrid

Jam operasi sebelum pasang Hybrid sistem < Jam operasi

sesudah pasang Hybrid sistem

Evaluasi

tidak

Ya

Analisa

Selesai

Perancangan

PLTS Perancangan

bilah Perancangan

Baterai

29

1. Teknik Pengumpulan Data

Agar mendapatkan data yang lebih maksimal dari penelitian

ini, maka diperlukan beberapa teori berupa informasi dan keterangan

data-data yang akurat sebagai acuan penulisan dan penyusunannya.

Data tersebut dapat diperoleh dengan metode sebagai berikut :

Pengarahan

Penulis mendengarkan pengarahan dari dosen pembimbing

terkait apa-apa saja yang harus di lakukan sebelum melakukan

penelitian ini, dari mulai penjelasan mengenai turbin dan teknis

pengambilan data.

Studi Literatur

Penulis mengumpulkan dan mempelajari jurnal-jurnal yang

berkaitan dengan pokok inti yang akan dibahas pada penulisan skripi,

studi literatur juga berfungsi untuk pondasi penulis dalam menentukan

langkah-langakah dalam penelitian.

2. Teknik Pengolahan Data

Dalam teknik pengolahan data yang akan dilakukan penulis

ingin menjabarkan atau memaparkan tentang pengolahan data yang

diperoleh penulis sebagai bahan untuk mengerjakan penelitian ini

dengan mengacu pada literatur yang ada.

a. Teknik Perhitungan

Dalam merancang Hybrid System terdapat beberapa

perhitungan yang harus di lakukan untuk menentukan menentukan

panjang bilah dan dan luas sapuan angin dengan perhitungan sebagai

berikut

Perhitungan konsumsi daya listrik dengan menggunakan rumus

𝑃 = 𝑉 𝑥 𝐼

30

Perhitungan efisensi sistem


Perhitungan daya angin

𝑃𝑎 = 𝑃𝑒


Perhitungan luas sapuan angin



Perhitungan panjang bilah

𝑅 = √𝐴

𝜋

3. Perancangan

Setelah melakukan perhitung dengan persamaan di atas langkah

selanjutnya melakukan perancangan Hybrid system dengan proses

perancangan sebafai berikut:

1. Perancangan Hybrid system

Dalam proses perancangan Hybrid system ada beberapa tahap

proses pembuatan sebagai berikut:

31

adapun penjelasan proses alur pembuatan Hybrid system sebagai

berikut

1. Pengambilan data angin

Adapun pengujian angin dilakukan dengan menggunakan

anemometer untuk mengetahu kecepatan angin

2. Pengujian panel surya 50 Wp

Pengujian Panel surya 50 Wp dilakukan untuk menentukan

mengetahui tegangan dan arus yang keluar dengan

menggunakan alat tang amper untuk mengukur arus dan

multitester untuk menentukan tegangan yang keluar

Pengambilan data angin

Pengujian Panel surya 50 Wp

Desain Blade Perancangan

PLTS

Perancangan baterai

Pemilihan Material Bilah

Fabrikasi Pengujian

Validasi Alat Selesai

Gambar 3. 2 Alur Proses perancangan Hybrid system

Gambar 3. 3 Anemometer

32

3. Desain Blade

Desain blade dilakukan dengan menggunakan aplikasi solidwork

dengan desain sebagai berikut

4. Pemilihan material

Adapun pemelihan material ini berfungsi untuk mengoptimalkan

kinerja dari Hybrid system sehingga tidak terjadi kendala dan bisa

beroperasi selain itu juga penentuan material ini digunakan agar

live time dari alat bisa lama.

Gambar 3. 4 Tang amper yang berwarna hijau hitam

dan multitester yang berwarna hitam kotak

Gambar 3. 5 Desain bilah

33

5. Fabrikasi

Proses fabrikasi pada pembuatan sistem ini menggunakan alat

pendukung sebagai berikut:

Tabel 3. 1 Peralatan perancangan Hybrid system

No Nama Alat dan

Bahan

Jumlah Keterangan

1 Golok 1 buah Untuk memotong

kayu

2 Amplas 1 lembar Untuk menghaluskan

permukaan yang

kasar

3 Spidol 1 buah Untuk menggambar

Airfoil

4 Penggaris 1buah Untuk megukur

panjang kayu

5 Bor listrik 1 buah Untuk melubangi

kayu

6 Kayu Jati

belanda

3 buah Bahan untuk

pembuatan Blade

7 Serbu kayu 1 bungkus Untuk menutupi

lapisan kayu yang

kurang rata

8 Lem korea 1 buah Untuk bahan

campuran serbu kayu

Tabel 3. 2 Data alat dan bahan pembuatan rangka panel surya

No Nama alat dan

bahan

Jumlah Keterangan

1 Pipa Besi ukuran

Ukuran 5 cm

dengan tebal 2 mm

1 buah

Bahan untuk

tiang PLTB

34

2 Besi L ukuran 2 cm

x 2 cm 1 buah

Sebagai

dudukan PLTS

3 Plat besi ukuran 60

cm x 60 cm tebal 2

mm

1 buah

Sebagai

dudukan Tiang

4 Las listrik

1 buah

Untuk

menghubungkan

benda yang

terpisah

5 Sikat kawat

1 buah

Sebagai

pembersih hasil

las

6 Palu

1 buah

Sebagai

pembersih kerak

las

7 Bor Listrik 1 buah

Untuk melubangi

lubangan baut

8 Gerinda 1 buah

Sebagai

memotong besi

9 Magnet Siku

2 buah

Untuk

meluruskan

benda agar

tegak lurus

10 elektroda 1 bungkus Bahan untuk las

11 Mata gerinda

potong

1 bungkus

Bahan untuk

memotong

dengan

menggunakan

gerinda

12 Mata gerinda

Surface 2 buah

Bahan untuk

menghaluskan

35

permukaan hasil

las

13 Merteran

1 buah

Untuk mengukur

panjang tiang

dan dudukan

panel surya

Tabel 3. 3 Alat dan bahan pembuatan ekor

No Nama Alat dan

Bahan

Jumlah Keterangan

1 Bor listrik 1 buah Untuk melubangi

Lubang baut

2 Las listrik 1 buah Untuk

menghubungkan

benda yang

terpisah

3 Gerinda 1 buah Sebagai

memotong besi

4 Spidol 1 buah Untuk

menggabar

bentuk ekor

5 Meteran 1 buah Untuk mengukur

panjang ekor

Tabel 3. 4 Alat dan bahan Rektifire

No Nama Alat dan

Bahan

Jumlah Keterangan

1 Solder 1 buah Pemanas timah

untuk

menghubungkan

komponen

36

2 PCB 1 buah Papan

komponen

3 Diode bridge 20 A 3 buah Penyearah arus

4 Timah 1 buah Bahan

penghubung

komponen

5 Kabel 1 meter Penghubung

timah

6 Penyedot timah 1 buah Penyedot timah

jika ada salah

solder

6. Uji coba

Proses uji coba dilakukan dengan menguji hasil rancangan PLTB

yang telah didesain dilakukan uji coba dilapangan dengan

menggunakan alat uji sama seperti pengujian PLTS yang

menggunkan alat tang amper dan mulititester dan menguji

apakah dapat beroperasi dengan baik serta hasil garam dan air

tawar.

7. Validasi alat

Validasi alat pada perancangan hybrid system ini membandingan

daya yang yang dirancang dengan desain yang sudah didesain

apakah sesuai dengan aktualnya di lapangan.

3.2 Teknik Analisa Data

Dalam teknik penganalisaan pada pemilihan jenis turbin,

perhitungan dimensi turbin dan Analisa yang akan dilakukan yaitu

melakukan validasi kesesuain desain yang dibuat dengan kondisi aktualnya

dan menganalisa jam operasional pembuatan garam dan air tawar pada

P3GAr.

37

3.3 Software yang digunakan

Pada penelitian ini pembuatan desain dan perhitungan menggunakan

beberapa software yaitu, software Solid Work untuk mendesain gambar 2D

dan 3D, Qblade untuk menghitung nilai Cl pada pembuatan bilah, Microsoft

Excel sebagai aplikasi untuk menghitung perhitungan persamaan yang akan

dicari. Dan apikasi Arduino hanya sebagai alat untuk memprogram lcd

parameter.

Gambar 3. 6 Software yang digunakan

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Alur Sistem P3GAr

Proses sistem dari P3GAr adalah dimulai dari listrik yang akan digunakan

untuk memberikan sumber listrik di heater electric dimana heater electric ini

akan memanaskan air didalam bak penampungan air baku kemudian dari

proses pemanas ada dua hasil yaitu uap dan air panas dimana uap air ini

akan dilakukan perubahan fasa dari uap menjadi air dimana air kondensasi

akan diproses lagi dalam filtrasi untuk menjernihkan dan merubah air menjadi

air tawr dengan filtrasi 3 tingkat, sedangkan untuk air panas akan dipanaskan

ulang untuk melakukan proses kristalisasi hingga menjadi garam yang

menggunakan heater electric.

4.2 Proses Perancangan Hybrid system

1. Pengambilan Data Angin

Proses pengambilan data angin dilakukan di lapangan rumput

Institut teknologi PLN. Proses pengambilan data angin dilakukan

selama 7 hari dimulai pada tanggal 28 juni – 4 juli 2020 dengan

menggunakan alat Anemometer untuk mengukur kecepatan angin.

Sistem pengambilan data dilakukan dalam satu jam sekali selama 11

kali pengambilan data di mulai pukul 07:00 WIB sampai dengan

17:00 WIB. Dikarenakan wabah virus covid-19 pengujian hanya

Listrik Heater 1

Evaporasi

Air panas

Kondensor Filtrasi

Air Tawar

Garam Heater 2

Gambar 4. 1 Alur Sistem P3GAr

39

dilakukan selama 7 hari. Adapun data pengujian kecepatan angin

sebagai berikut ini:

Tabel 4. 1 Rata-rata Kecepatan Angin dalam 7 hari

No Hari Tanggal Pengujian Kecepatan Angin Rata

rata

1 Senin, 28 Juni 2020 2,80 m/s

2 Selasa, 29 Juni 2020 3,16 m/s

3 Rabu, 30 Juni 2020 2,42 m/s

4 Kamis, 01 Juli 2020 2,42 m/s

5 Jumat, 02 Juli 2020 2,43 m/s

6 Sabtu, 03 Juli 2020 2,65 m/s

7 Minggu, 04 Juli 2020 2,71 m/s

Rata-rata 2,65 m/s

Gambar 4. 2 Rata-Rata kecepatan angin di IT-PLN

2.80

3.16

2.42 2.42 2.432.65 2.71

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

Kec

epat

an A

ngi

n m

/s

Kecapatan angin rata-rata

Kecapatan angin rata-rata

40

2. Desain Blade

Setelah melakukan pengujian kecepetan angin proses selanjutnya

melakukan pembuatan desain bilah pembangkit listrik tenaga angin.

Dalam proses pembuatan desain ada beberapa tahap pembuatan

bilah yaitu:

1. Penentuan jenis bilah

2. Menentukan jenis airfoil

3. Menghitung panjang jari-jari bilah

4. Menghitung Sudut puntir

5. Desain blade

1. Penentuan Jenis Bilah

Penentuan jenis bilah dilakukan dengan menganalisa data

kecepatan angin yang ada di institut teknologi PLN. Dari hasil

data pengujian kecepatan angin pada tabel 4.1 sampai dengan

tabel 4.8. rata-rata kecepatan angin mencapai 2,65 m/s dan

kecepatan tertinggi 4,8 m/s serta kecepatan terendah pada

kecepatan 1,4 m/s. dari hasil data pengujian tersebut kecepatan

angin sangat relatif sedang maka jenis bilah yang baik digunakan

yaitu jenis bilah Taperless dimana jenis bilah ini cocok untuk

daerah di kecepatan angin sedang dimana jenis bilah ini memiliki

ciri-ciri dari pangkal hingga ujung bilah memiliki ukuran yang

sama.

2. Menentukan Jenis Airfoil

Pada perancangan bilah untuk hybrid energy digunakan jenis

airfoil 4412 dimana jenis ini memiliki karakteristik airfoil sebagai

berikut:

1. Max Camber: 4 %

2. Max Thickness: 12 %

3. Posisi Max Chamber: 39, 50%

4. Posisi Max Thickness: 29,10%

41

3. Menghitung Panjang Jari-Jari Bilah

Dalam menentukan panjang jari-jari bilah memerlukan

beberapa parameter yang kemudian akan dihitung untuk

menentukan panjang jari-jari bilah yang akan digunakan,

parameter yang diperlukan dapat dilihat dalam tabel 4.10.

Tabel 4. 2 Parameter Perhitungan Jari-Jari

kapasitas daya listrik (We)

Efisiensi daya angin

V max

luas sapuan

jari-jari (R)

Jari-jari yang

digunakan Bilah transmisi generator controler sistem

750 0.4 0.9 0.9 0.9 0.2916 2572.0 12 2.37 0.87 0.94

0.3 0.2187 3429.4 3.16 1.00

Dari tabel parameter dilakukan beberapa perhitungan yaitu

menghitung efisiensi sistem, daya angin, luas sapuan angin, dan jari-

jari bilah.

a. Melakukan perhitungan efisiensi sistem.

Dalam menghitung efisiensi sistem menggunakan persamaan

sebagi berikut yaitu: (Nuraini & Abadi, 2019)


Dimana: Ƞsistem = Efisiensi Sistem

Ƞbilah = Efisiensi Bilah

Ƞtranmisi = Efisiensi Tranmisi

Ƞgenerator = Efisensi Generator

Ƞcontroler = Efisiensi controller

Dalam perhitungan ini efisiensi bilah 0,3-0,4 dan efisiensi tranmisi

sebesar 0,9, efisiensi generator 0,9, dan efisiensi controller 0,9. Dari

hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan di atas maka

dapat di hitung dengan hasil sebagai berikut:

ƞ𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚1 = 0,3 𝑥 0,9 𝑥 0,9 𝑥 0,9

ƞ𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚1 = 0.2916

42

ƞ𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚2 = 0,4 𝑥 0,9 𝑥 0,9 𝑥 0,9

ƞ𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚2 = 0.2187

Efisiensi sistem yang didapat dari hasil perhitungan di atas sebesar

0,2187 dan 0,2916.

b. Perhitungan Daya Angin

Setelah melakukan perhitungan efisisensi sistem selanjutnya

menentukan parameter daya angin (Pa) dimana daya angin ini

menentukan seberapa daya angin yang dibutuhkan untuk

membangkitkan daya generator 750 Watt dengan persamaan

sebagai berikut: (Nuraini & Abadi, 2019)

𝑃𝑎 = 𝑃𝑒


Dimana: Pa = Daya angin yang dibutuhkan (Watt)

Pe = Daya listrik yang dibangkitkan (Watt)

Ƞsistem = Efisiensi Sistem

Dari persamaan di atas dengan daya generator 750 Watt maka daya

angin yang dibutuhkan untuk membangkitkan generator 750 Watt

membutuhkan daya sebagai berikut:

𝑃𝑎1 = 750𝑊𝑎𝑡𝑡

0.2187

𝑃𝑎1 = 3429.4 𝑊𝑎𝑡𝑡

𝑃𝑎1 = 750 𝑊𝑎𝑡𝑡

0.2916

𝑃𝑎1 = 2572.0 𝑊𝑎𝑡𝑡

Dari perhitungan di atas daya angin yang dibutuhkan untuk

membangkitkan generator sebesar 750 Watt yaitu sebesar 3429.4

Watt dan juga 2572.0 Watt

c. Perhitungan Luas Sapuan Angin.

Setelah menghitung daya parameter yang harus dihitung adalaha

luas sapuan angin dengan persamaan sebagai berikut: (Nuraini &

Abadi, 2019)

43



Dimana: A = Luas Sapuan Angin (m2)

Pa = Daya Angin (Watt)

𝜌 = Massa Jenis Udara (1,225 kg/m3)

Vmax = Kecepatan angin maksimal (m/s)

Dari persamaan di atas dapat dihitung luas sapuan angin pada

perancangan bilah di rancangan dengan kecepatan maksimal yaitu

12 m/s maka luas sapuan angin yang dihitung sebagai berikut:

𝐴1 = 2 𝑥 2572.0 𝑘𝑔 𝑚2/𝑠3

1,225 𝑘𝑔/𝑚3𝑥 123 𝑚/𝑠

𝐴1 = 2.37 𝑚2

𝐴2 = 2 𝑥 3429.4 𝑘𝑔 𝑚2/𝑠3

1,225 𝑘𝑔/𝑚3𝑥 123 𝑚/𝑠

𝐴2 = 3.16 𝑚2

Dari hasil perhitungan tersebut luas sapuan angin yang diperoleh

sebesar 3,16 m2 dan 2,37 m2

d. Perhitungan Jari-Jari

Setelah menghitung luas sapuan angin yang diperoleh langkah

selnajutnya yaitu menghitung panjang jari-jari yang akan di buat

dengan persamaan sebagai berikut: (Nuraini & Abadi, 2019)

𝑅 = √𝐴

𝜋

Dimana: R = Jari-Jari (m)

A = Luas Sapuan Angin (m2)

Dari persamaan di atas panjang jari-jari yang dibutuhkan untuk

merancang bilah dengan kapasitas generator 750 Watt dapat

dihitung sebagai berikut:

𝑅1 = √2.37

𝜋

44

𝑅1 = √0,755

𝑅1 = 0,87 𝑚

𝑅2 = √3.16

𝜋

𝑅2 = √1,006

𝑅2 = 1,00 𝑚

Dari hasil perhitungan di atas jari-jari yang digunakan untuk

perancangan ini diambil nilai tengan dari dua jari-jari antara jari-jari

0,87 meter dan 1,00 meter maka nilai tengah dari kedua jari-jari ini

adalah sebesar 0,94 meter, jadi panjang jari-jari yang digunakan

dalam perancangan ini sebesar 0,94 meter.

4. Menghitung Sudut Puntir

Dalam menghitung sudut puntir ada beberapa parameter

yang harus dihitung. Adapun beberapa parameter yang

dibutuhkan adalah nilai TSR (tip speed ratio), chord, jumlah bilah,

ratio lift force to drag force, (Nuraini & Abadi, 2019)

Tabel 4. 3 Tabel Parameter TSR, Airfoil, Ratio Cl/Cd dan Chord

TSR Airfoil cl/cd Cr Jumlah bilah

7 4412 133.6 0.18 3

45

Dari tabel di atas penentuan TSR untuk 3 bilah berkisar 6-8 jadi

pada penelitian ini menggunakan nnilai TSR 7 dengan tipe airfoil

NACA 4412, dan chord 0,18 meter serta ratio ratio lift force to

drag force dapat dilihat dari analisa sotware Qblade dengan nilai

133,6

Setelah menentukan parameter di atas selanjutnya yaitu

menentukan parameter jari-jari parsial, TSR parsial, Cl dan

Alpha,serta sudut aliran dan sudut puntir. Seperti pada tabel di

bawah ini.

Tabel 4. 4 Parameter Penentuan Sudut Puntir

Elemen r TSR Parsial Cl Alpha Flow angle(deg)

Twist(Beta)(deg)

0 0.25 1.869 0.74 2.38 19.65 17.27

1 0.32 2.382 0.58 1.04 15.90 14.86

2 0.39 2.896 0.48 0.05 13.30 13.25

3 0.46 3.409 0.41 -0.59 11.41 12.00

4 0.52 3.922 0.35 -1.13 9.99 11.12

5 0.59 4.435 0.31 -1.5 8.87 10.37

6 0.66 4.948 0.28 -1.76 7.98 9.74

7 0.73 5.461 0.25 -2.037 7.24 9.28

8 0.80 5.974 0.23 -2.21 6.63 8.84

9 0.87 6.487 0.21 -2.4 6.12 8.52

10 0.94 7.000 0.20 -2.48 5.68 8.16

Gambar 4. 3 Nilai ratio Cl/Cd berbanding Alpha

46

Dari tabel parameter di atas perhitungan yang pertama dilakukan

yaitu perhitungan jari-jari pasrial, dimana jarak bilah ke bagian

pusat hub 0,25 meter.

Adapun perhitung untuk menentukan jari-jari parsial

menggunakan rumus sebagai berikut: (Nuraini & Abadi, 2019)

𝑟 = 0,25 + [(𝑅 − 0,25

𝑛) 𝑥 (𝐸𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛)]

Dimana r : Jari-jari parsial

R : Jari-jari bilah

n : Jumlah elemen

0,25 : Jarak bilah ke bagian pusat hub

Dari rumus di atas dapat di hitung rumus parsial dari elemen 1

hinggal elemen 10 dengan perhitungan sebagai berikut

𝑟1 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (1)]

𝑟1 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (1)]

𝑟1 = 0,25 + 0,06861

𝒓𝟏 = 𝟎, 𝟑𝟐 𝒎

𝑟2 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (2)]

𝑟2 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (2)]

𝑟2 = 0,25 + 0,1372

𝒓𝟐 = 𝟎, 𝟑𝟗𝒎

𝑟3 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (3)]

𝑟3 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (3)]

𝑟3 = 0,25 + 0,2058

𝒓𝟑 = 𝟎, 𝟒𝟔𝒎

𝑟4 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (4)]

47

𝑟4 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (4)]

𝑟4 = 0,25 + 0,2744

𝒓𝟒 = 𝟎, 𝟓𝟐 𝒎

𝑟5 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (5)]

𝑟5 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (5)]

𝑟5 = 0,25 + 0,3430

𝒓𝟓 = 𝟎, 𝟓𝟗 𝒎

𝑟6 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (6)]

𝑟6 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (6)]

𝑟6 = 0,25 + 0,4116

𝒓𝟔 = 𝟎, 𝟔𝟔 𝒎

𝑟7 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (7)]

𝑟7 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (7)]

𝑟7 = 0,25 + 0,4802

𝒓𝟕 = 𝟎, 𝟕𝟑 𝒎

𝑟8 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (8)]

𝑟8 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (8)]

𝑟8 = 0,25 + 0,5489

𝒓𝟖 = 𝟎, 𝟖𝟎𝒎

𝑟9 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (9)]

𝑟9 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (9)]

𝑟9 = 0,25 + 0,6175

𝒓𝟗 = 𝟎, 𝟖𝟕 𝒎

48

𝑟10 = 0,25 + [(0,94 − 0,25

10) 𝑥 (10)]

𝑟10 = 0,25 + [(0,06861)𝑥 (10)]

𝑟10 = 0,25 + 0,6861

𝒓𝟏𝟎 = 𝟎, 𝟗𝟒 𝒎

Setelah melakukan perhitungan jari-jari parsial selanjunta

menghitung TSR parsial setiap elemen dengan rumus sebagai

berikut: (Nuraini & Abadi, 2019)

𝜆𝑟 = 𝑟

𝑅𝑥 𝜆𝑅

Dimana λr : TSR parsial setiap elemen

R : Jari-jari bilah (m)

r : Jari-jari parsial (m)

λR : TSR bilah

dengan persamaan di atas nilai TSR parsial di atas dapat dihitung

dengan perhitungan sebagai berikut:

𝜆𝑟0 = 𝑟0

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟0 = 0,25

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟎 = 𝟏, 𝟖𝟔𝟗

𝜆𝑟1 = 𝑟1

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟1 = 0,32

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟏 = 𝟐, 𝟑𝟖𝟐

𝜆𝑟2 = 𝑟2

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟2 = 0,39

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟐 = 𝟐, 𝟖𝟗𝟔

49

𝜆𝑟3 = 𝑟3

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟3 = 0,46

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟑 = 𝟑, 𝟒𝟎𝟗

𝜆𝑟4 = 𝑟4

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟4 = 0,52

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟒 = 𝟑, 𝟗𝟐𝟐

𝜆𝑟5 = 𝑟5

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟5 = 0,59

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟓 = 𝟒, 𝟒𝟑𝟓

𝜆𝑟6 = 𝑟6

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟6 = 0,66

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟔 = 𝟒, 𝟗𝟒𝟖

𝜆𝑟7 = 𝑟7

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟7 = 0,73

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟕 = 𝟓, 𝟒𝟔𝟏

𝜆𝑟8 = 𝑟8

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟8 = 0,80

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟖 = 𝟓, 𝟗𝟕𝟒

50

𝜆𝑟9 = 𝑟9

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟9 = 0,87

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟗 = 𝟔, 𝟒𝟖𝟕

𝜆𝑟10 = 𝑟10

𝑅𝑥 𝜆𝑅

𝜆𝑟10 = 0,94

0,94𝑥 7

𝝀𝒓𝟏𝟎 = 𝟕, 𝟎𝟎𝟎

Setelah melakukan perhitungan parameter TSR parsial setiap

elemen langkah selanjutnya menentukan nilai koefisien lift (Cl)

setiap elemen dan nilai alpha pada bilah, dimana nilai alpha akan

dicari dengan menggunakan aplikasi Qblade jika nilai Cl sudah

diketahui dengan rumus mencari Cl sebagai berikut: (Nuraini &

Abadi, 2019)

𝐶𝑙 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟)

9𝜆2𝑥 𝐵 𝑥 𝐶𝑟

Dimana Cl : koefisien lift

B : Jumlah bilah

R : Jari-jari bilah (meter)

r : Jari-jari parsial (meter)

Cr : Lebar chord (meter)

Λ : Tip speed ratio (TSR)

Dari persamaan di atas dapat dicari nilai koefisen lift (Cl) setiap

elemen dengan perhitungan sebagai berikut:

𝐶𝑙0 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟0)


𝐶𝑙0 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,25)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙0 =176,1123

238,14

𝑪𝒍𝟎 = 𝟎, 𝟕𝟒

51

𝐶𝑙1 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟1)


𝐶𝑙1 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,32)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙1 =138,1863

238,14

𝑪𝒍𝟏 = 𝟎, 𝟓𝟖

𝐶𝑙2 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟2)


𝐶𝑙2 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,39)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙2 =113,7007

238,14

𝑪𝒍𝟐 = 𝟎, 𝟒𝟖

𝐶𝑙3 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟3)


𝐶𝑙3 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,46)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙3 =96,5863

238,14

𝑪𝒍𝟑 = 𝟎, 𝟒𝟏

𝐶𝑙4 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟4)


𝐶𝑙4 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,52)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙4 =83,9501

238,14

𝑪𝒍𝟒 = 𝟎, 𝟑𝟓

𝐶𝑙5 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟5)


52

𝐶𝑙5 =116𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,59)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙5 =74,2376

238,14

𝑪𝒍𝟓 = 𝟎, 𝟑𝟏

𝐶𝑙6 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟6)


𝐶𝑙6 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,66)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙6 =66,5395

238,14

𝑪𝒍𝟔 = 𝟎, 𝟐𝟖

𝐶𝑙7 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟7)


𝐶𝑙7 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,73)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙7 =60,2879

238,14

𝑪𝒍𝟕 = 𝟎, 𝟐𝟓

𝐶𝑙8 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟8)


𝐶𝑙8 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,80)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙8 =55,1101

238,14

𝑪𝒍𝟖 = 𝟎, 𝟐𝟑

𝐶𝑙9 =16𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 (

𝑅𝑟9)


𝐶𝑙9 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,87)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

53

𝐶𝑙9 =50,7514

238,14

𝑪𝒍𝟗 = 𝟎, 𝟐𝟏

𝐶𝑙10 =16𝜋 𝑥 0,94 𝑥 (

0,940,94)


𝐶𝑙10 =16𝜋 𝑥 1,37 𝑥 (

1,371,37)

9 𝑥 72𝑥 3 𝑥 0,18

𝐶𝑙10 =47,0316

238,14

𝑪𝒍𝟏𝟎 = 𝟎, 𝟐𝟎

Setelah menentukan koefisien lift pada setiap elemen langkah

selnajutnya menentukan nilai alpha dengan menggunkan

software Qblade

1,04 2,38

Alpha 0 Alpha 1

-0,32

0,05

Alpha 2 Alpha 3

54

Setekah menentukan koefisien lift (Cl) langkah selnajutnya yaitu

menentukan parameter yang terakhir yaitu sudut aliran dan dan sudut puntir

dengan rumus sebagai berikut: (Nuraini & Abadi, 2019)

𝜙 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

𝜆𝑟

Gambar 4. 4 Nilai Alpha pada Qblade

-1,50

-1,76 -2,037

-1,13

Alpha 4 Alpha 5

Alpha 6 Alpha 7

-2,21 -2,40

Alpha 8 Alpha 9

-2,48

Alpha 10

55

Dimana: ϕ : Sudut alir (deg)

λr : TSR parsial

𝛽 = 𝜙 − 𝛼

Dimana: ϕ : Sudut alir (deg)

α : Alpha

dengan perhitungan sudul aliran sebagai berikut:

𝜙0 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

1,869

𝜙0 = 19,650

𝜙1 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

2,382

𝜙1 = 15,900

𝜙2 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

2,896

𝜙2 = 13,300

𝜙3 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

3,409

𝜙3 = 11,410

𝜙4 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

3,922

𝜙4 = 9,990

𝜙5 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

4,435

𝜙5 = 8,870

𝜙6 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

4,948

𝜙6 = 7,980

𝜙7 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

5,461

𝜙7 = 7,240

𝜙8 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

5,974

𝜙8 = 6,630

𝜙9 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

6,487

56

𝜙9 = 6,120

𝜙10 =2

3 𝑡𝑎𝑛−1

1

7,000

𝜙10 = 5,680

Dan menghitung sudut puntir sebagai berikut:

𝛽0 = 19,65 − 2,38 = 17,270

𝛽1 = 15,90 − 1,04 = 14,860

𝛽2 = 13,30 − 0,05 = 13,250

𝛽3 = 11,41 − (−0,59) = 12,000

𝛽4 = 9,99 − (−1,13) = 11,120

𝛽5 = 8,87 − (−1,50) = 10,370

𝛽6 = 7,98 − (−1,76) = 9,740

𝛽7 = 7,24 − (−2,037) = 9,280

𝛽8 = 6,63 − (−2,21) = 8,840

𝛽9 = 6,12 − (−2,40) = 8,520

𝛽10 = 5,68 − (−2,48) = 8,160

Setalah menemukan parameter semuanya langkah selanjutnya

yaitu mendesain blade dengan menggunakan software solidwork

dengan gambar sebagai berikut:

Gambar 4. 5 Desain 3D Blade

57

3. Perancangan PLTS

Setelah memperoleh data kecepatan angin dengan kecepatan rata-

rata sebesar 2,65 m/s selanjutnya yaitu melakukan perancangan dan

Perhitungan daya yang dibangkitkan oleh panel surya dengan

spesifikasi panel surya yang digunakan yaitu:

Tipe Panel surya : Monocrystaline

Dimensi : 775 x 680 x 28 mm

Peak Power (Pmax) : 50 W

Open Circuit Voltage (Voc) : 21,0 V

Short Circuit Current (Isc) : 3,50 V

Voltage at max Power (Vmp) : 16,9 V

Current at Max Power (Imp) : 2,96 A

Nominal Voltage : 12 V

Maximum System Voltage : 1000 V

Tolerence : 5 %

4. Pengambilan data panel surya 50 Wp

Tabel 4. 5 Data Pengujian Panel surya 50 Wp

No Tanggal

pengujian

Waktu Tegangan

(V)

Arus

(A)

Energi

(Wh)

1 04 Juli 2020 09:00 17.03 1.2 20.436

2 04 Juli 2020 10:00 17.84 1.4 24.976

3 04 Juli 2020 11:00 19.95 1.5 29.925

4 04 Juli 2020 12:00 20.07 1.6 32.112

5 04 Juli 2020 13:00 20.72 1.8 37.296

6 04 Juli 2020 14:00 20.34 1.6 32.544

7 04 Juli 2020 15:00 20.63 1.7 35.071

8 04 Juli 2020 16:00 20.25 1.6 32.4

9 04 Juli 2020 17:00 20.22 1.6 32.350

Total 177.05 14 277.12

Rata -rata 19.67 1.5 30.791

58

Gambar 4. 6 Data Pengujian Panel Surya 50 Wp

Dari data hasil pengujian panel surya 50 Wp rata rata daya yang

dibangkitkan sebesar 30,791 Watt dengan pemasangan panel surya

kemiringan 300 dan pemasangan panel 2 x 50 Wp.

5. Perancangan Baterai

Perancangan baterai yang digunakan pada hybrid system

menggunakan jenis baterai VRLA dengan kapasitsas baterai yaitu

100Ah dimana pada perancangan baterai di desain dengan

penggunaan baterai yaitu 40% agar life time dari baterai bisa panjang

dimana tegangan yang digunakan pada abaterai ini yaitu 12 v 100Ah

dengan jumlah 1 buah

20.436

24.976

29.92532.112

37.296

32.54435.071

32.4 32.35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

Day

a (W

att)

Jam Pengujian

Data pengujian Panel Surya 50 Wp

DAYA

Gambar 4. 7 Baterai

59

6. Pemilihan Material

Sebelum melakukan fabrikasi dilakuakn penentuan jenis material

yang kita gunakan agar dapat mengoptimalkan kinerja dari sebuah

pembangkit dan tidak terjadi kesalahan fabrikasi. Adapun material yang

digunakan sebagai berikut:

a. Blade

Material: Jati belanda

b. Tiang

Material: Pipa Besi

c. Ekor

Material: Pipa Besi dan Alumunium Composit

Adapun pemeilihan material ini untuk:

Kayu jati belanda pemilihan material dikarenakan bahan

yang murah dan ekonomis serta memiliki berat yang ringan

disbanding dengan berat kayu jati pada umumnya.

Pipa besi pemilhan material ini dikarenakan bahan besi yang

kuat akan karat

Alumunium komposit pemilihan material ini di karenakn

bahan yang ringan dan mudah dibentuk serta tahan akan

karat

7. Fabrikasi

Setelah melekukan perancangan desain dan penentuan material

langkah selanjutnya melakukan proses pembuatan hybrid energy

dengan proses sebagai berikut:

a. Pembuatan Bilah

Proses pembuatan bilah memiliki beberapa tahap dalam

pelakasaanaannya yaitu pengukuran bahan material kayu

dimana pada desain ukuran panjang kayu yaitu 94 cm

dengan tebal kurang lebih 4.5 cm setelah melakukan

pengukur proses selanjutnya pembentukan airfoil dengan

membuat cetakan dengan dengan kertas yang telah dibentuk

kemudian langkah selanjutnya yaitu pembentukan bilah

60

dengan menggunakan golok seperti pada gambar di bawah

ini proses pembuatan bilah

b. Pembuatan Tiang dan Rangka Panel surya

Proses pembuatan tiang dilakukan dengan beberapa proses

yaitu tahap pertama menlakukan pengukuran dengan

menggunakan meteran dengan panjang tiang yaitu 6 meter

setelah melakukan pengukuran selanjutnya yaitu melakukan

pengelasan tiang setelah melakukan pembuatan tiang

dilakukan pembuatan rangka panel surya dengan dengan

menggunakan besi L dengan ukuran 67 cm x 104 cm

pembuatan ini dilakuakn dengan menggunakan magnet siku

agar ukuran presisi dan tidak bergerak saat dilakukan

pengelasan, adapun proses pembuatan tiang dan dudukan

panel dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 4. 8 Proses pembuatan bilah

Gambar 4. 10 Pembuatan tiang dan rangka panel surya

61

c. Pembuatan Ekor

Proses pembuatan ekor dilakukan dengan menggunaka

bahan alumunium komposit dan pipa besi ukuran diameter 2

cm dengan tebal 1 mm. Dalam proses pembuatan ekor

memiliki ukuran panjang tiang ekor 90cm dengan gambar

bentuk ekor sebagai berikut:

8. Pembuatan Rektifre

Pembuatan rektifire berfungsi sebagai penyetabil daya yang

dihasilkan generator dimana daya yang dihasilkan oleh generator tidak

Gambar 4. 11 Desain Ekor

Gambar 4. 12 Proses pembuatan ekor

62

dtabil maka digunakan sebuah rektifre agar tegangan yang dihasilkan

stabil, selain itu pembuatan rektifire berfungsi mengubah arus AC

menjadi DC sehingga dapat digunakan untuk mengecas baterai yang

dicontrol dari baterai control unit sebagai pengatur tegangan untuk

mengecas baterai. Adapun rangkaian yang digunakan sebagai berikut:

9. Asembly

Setelah melakuakn pembuatan langkah selanjutnya mernyatukan

semua komponen menjadi satu dengan hasil seperti berikut:

Gambar 4. 14 Hybrid energy

Gambar 4. 13 Rangkain Rektifire

63

Spesisfikasi hasil perancangan hybrid energy

a. Generator : 750 Watt

b. Tipe generator : Permanen Magnet

c. Panel Surya : 50 Wp x 2

d. Tipe Bilah : Taperlass

e. Panjang Bilah : 94 cm

f. Tinggi Tiang : 6 m

g. Material Bilah : Kayu Jati Belanda

h. Tebal Kayu : 4,6 m

i. Jenis Airfoil : Naca 4412

10. Pengujian PLTB

Setelah melakukan pembuatan PLTB maka selanjutnya melakukan

uji coba berapakah daya yang dihasilkan dengan bilah dengan panjang

94 cm dengan kapasitas daya 750 Watt

Tabel 4. 6 Data Pengujian PLTB 750 Watt

No Waktu Kecepatan angin (m/s)

Tegangan (v)

Arus (A) Daya (Watt)

1 09:00 1.4 10 1.3 13

2 09:30 1.6 10 1.3 13

3 10:00 1.7 11 1.3 14.3

4 10:30 2.1 12 1.4 16.8

5 11:00 2.5 15 1.4 21

6 11:30 2.4 16 1.4 22.4

7 12:00 3.6 15 1.5 22.5

8 12:30 4.5 18 1.6 28.8

9 13:00 4.2 17 1.6 27.2

10 13:30 5.1 20 1.7 34

11 14:00 5.3 21 1.7 35.7

12 14:30 6.2 22 1.8 39.6

13 15:00 4.5 18 1.6 28.8

14 15:30 4.6 19 1.6 30.4

15 16:00 3.6 19 1.5 28.5

16 16:30 4.3 17 1.6 27.2

17 17:00 3.0 16 1.5 24 RATA-RATA 3.5 16.2 1.5 25.13

64

Dari hasil pengujian pembangkit listrik tenaga angin rata rata daya yang

dibangkitkan selama 8 jam yaitu hanya 25,13 watt, dan energi yang

telah dibangkitkan sebesar 427,2 Wh

11. Validasi Alat

Setelah melakukan pembuatan hybrid energy dimana langkah

selanjutnya yaitu melakukan validasi alat apakah sudah sesuai dan

layak untuk dioperasikan dan dipakai adapun hasil validasi alat untuk

hybrid energy sebagai berikut:

Tabel 4. 7 Validasi Hybrid energy

No Parameter Desain Aktual

1 Daya yang dihasilkan

PLTB

750 Watt 25,13 Watt

2 Daya yang dihasilkan

PLTS

100 Watt 61.582 Watt

Dari hasil data tersbut rancangan yang dibuat tidak sesuai dengan

aktualnya dikarenakan daya yang dihasilkan tidak sesuai dengan

desain maka dilakukan penambahan inverter 3000 Watt untuk merubah

tegangan DC menjadi AC dengan bantuan baterai dengan kapasitas

100Ah.

65

4.3 P3GAr (Pengubah Panas Penghasil Garam dan Air Tawar)

1. Desain P3GAr

Adapun desain P3GAr memiliki bentuk dan ukuran rangka seperti pada

gambar berikut ini yang didesain menggunakan Software solidwork 2018.

Setelah melakukan desain rangka selanjutnya penempatan desain alat

seperti gambar pada berikut ini

Gambar 4. 16 Desain P3GAr

Gambar 4. 15 Desain Rangka

66

2. Pemelihan Material

Proses Pemilihan material dilakuakan dengan penyesuaian dari bentuk

dan biaya agar alat ini terjangkau dan ekonomis. Pemelihan material juga

dilakukan agar tidak terjadi kesalahan sistem untuk jangka waktu yang

material jadi material yang digunakan dalam perancangan P3GAr adalah

sebagai berikut:

1. Material pipa Kondensor : Tembaga

2. Rangka : Besi hollow 20mm x 20mm

3. Panci Pemanas : Alumunium

4. Pipa High Temperatur : PVC lapis alumunium

5. Heater : Alumunium

6. Penutup Filter : PVC

Adapun pemilihan material ini untuk:

Tembaga: alasan menggunakan bahan ini dikarenakan harga yang

sangat ekonmis dan nilai konduktivitasnya yang lumyan baik untuk

proses perpindahan panas

Besi Hollow: Alasan menggunakan besi hollow ini adalah harga yang

sangat ekonomis dan bahan yang mudah didapat serta memiliki

kekuatan yang baik dan ringan sebagai bahan rangka prototipe

Alumunium: Alasan menggunkan bahan alumunium ini adalah bahan

yang memiliki tahan akan karat dan nilai konduktifitas yang baik.

PVC lapis alumunium: alasan menggunkan bahan ini dikarekan bahan

yang sangat ringan dan tahan akan panas pada suhu yang tinggi dan

tahan karat.

PVC: alasan menggunakan bahan PVC adalah bahan yang ringan

ekonomis dan kuat dan tahan karat.

3. Fabrikasi

Proses fabrikasi pada pembuatan P3GAr dilakukan dalam beberapa

proses pekerjaan agar pelaksanaan proses pekerjaan dapat berjalan dengan

67

baik tanpa ada kendala. Adapun proses fabrikasi di bagi beberapa proses

yaitu:

1. Pembuatan rangka

Pembuatan rangka ini dlakukan dengan beberapa tahap yaitu

a. Proses pemotongan pipa hollow 20 x 20 mm dengan menggunakan

mata gerinda potong.

b. Proses Pengelasan dengan menggunakan las listrik dengan elektroda

RD 260

Gambar 4. 17 Proses Pemotongan

Gambar 4. 18 Proses Pengelasan

68

2. Pemasangan kondensor dan heater

Proses pemasangan kondensor dan heater dilakukan dengan

menggunakan beberapa proses yaitu

1. Proses bending pipa kondensor

2. Proses pemasangan heater di panci pemanas, pada proses ini heater

yang digunakan memiliki dua tipe yaitu tipe alumunium dan keramik

dimana proses pemasangan heater alumunium dipasang panci

pemanasan awal dan keramik pemanas kedua yaitu pada proses

kristalisasi

1. Perancangan kondensor dilakukan pembuatan dengan

mendesain dengan beberapa parameter yang ditentukan yaitu

Tabel 4. 8 Parameter Perancangan Kondensor

No Parameter Keterangan

1 Diameter pipa luar 6 mm

2 Diameter Dalam 5 mm

3 Jenis Pipa Tembaga

4 Temperatur uap masuk 1000C

5 Temperatur uap keluar 350C

6 Temperatur Air Masuk 330C

7 Temperatur Air kelur 350C

Dari parameter langkah selanjutnya menentukan panjang pipa

yang akan dibuat dengan menggunakan perhitungan yang ada

pada bab 3 sebelumnya pada teknik perhitungan, dari hasil

perhitungan didapat panjang pipa yaitu 1,0 m dengan jumlah

pitch 9,1 dan jarak pitch 23 mm.

Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Parameter Kondensor

No Perhitungan Hasil

1 Log Mean Temperature Differential (LMTD)

18.10 K

2 Bilangan Reynold (Re) 0.00269

3 Nuzelt number (Nu) 0.00045

69

6 koefisien perpindahan panas total (Uo)

30.503 W/K

7 Koefisien konveksi (k) 402.185 W/m K

8 Luas Permukaan pipa (A) 0.0302 m2

9 Panjang pipa (L) 1,0 m

10 Jumlah pitch (n) 9,1

11 Jarar ptch (j) 23 mm

12 Kalor (Q) 0.006511 KW

Setelah melakukan penentuan panjang maka selanjutnya yaitu

melakukan desain dengan panjang 1,0 m dan luas permukaan

0,0302 m2 dengan desain seperti berikut ini.

Setelah melakukan desain kita melakukan pemasangan

kondensor dan juga melakukan pemasangan heater

Gambar 4. 20 Proses Pemasagan Heater dan Kondensor

Gambar 4. 19 Desain kondensor

70

3. Pemasangan pompa Dc 12 v

Proses pemasangan pompda DC ini dilakukan dengan menggunakan

4 pompa DC yang bertegangan 12v dimana 3 pompa bertipe HIU dipakai

pada proses input air laut, Air Cooling, dan juga Filtrasi serta untuk 1

pompa digunakan untuk mengalirkan air yang panas kedalam proses

kristalisasi. Adapun proses pemasangan dapat dilihat pada gambar

berikut ini

4. Pemasangan Air Cooling

Air Cooling pada proses ini berfungsi untuk mendinginkan kondensor.

Alat yang digunakan dalam Air Cooling adalah Pletier, dimana alat ini

digunakan sebagai proses pendinginan dengan menggunakan heatsink

dimana proses pemasangan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 4. 21 Proses Pemasangan Pompa 12 V DC

Gambar 4. 22 Pemasangan Air Cooling

71

5. Pemasangan Filtrasi

Proses Pemasangan Filtrasi ini yang digunakan dalam proses ini

adalah sebagai alat pemurnian air kondensasi layak untuk dikonsumsi,

bahan filtrasi yang digunakan adalah Sedimen, Manganese Greensand,

dan CTO (Clorine Taste Odor)

6. Pemasangan sistem monitoring

Sistem monitoring yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan

software arduino ide dimana software mudah didapatkan dan free. Pada

sistem monitoring ini dilakukan dengan menggunakan 4 sensor

termokopel untuk menentukan suhu pada dalam boiler dan air masuk

serta keluar kondensor serta 2 sensor kecepatan aliran air dan sistem

kendali bisa secara manual dan otomoatis menggunakan aplikasi bynlk

dimana aplikasi ini free dan bisa terhubung dengan Arduino adapaun

program yang digunakan dalam sistem monitoring adalah sebagai berikut:

Gambar 4. 23 Flitrasi 3 Tahap

Gambar 4. 24 Contoh Program Arduino

72

7. Pemasangan instalasi hybrid energy

Instalasi pemasangan hybrid energy dicontrol dengan menggunakan

2 buah baterai control unit sebagai pengatur konsumsi baterai.

Dikarenakan tegangan yang digunakan pada kedua heater adalah ac

maka sistem menggunakan Inverter dengan kapasitas 1500 Watt untuk

mempasok energi listrim pada heater electric dengan wiring diagram pada

gambar di bawah ini

Gambar 4. 25 Sistem Monitoring Suhu

Gambar 4. 26 Wiring Diagram Hybrid

73

4. Uji Coba

Setelah melakukan fabrikasi dengan beberapa tahap proses

pengerjaan selanjutnya melakukan proses uji coba P3GAr dengan sumber

energi dari PLN dimana hasil pengujian kondensor Dari hasil pengujian alat

P3GAr ini jumlah konsumsi energi listrik yang dibutuhkan paling besar yaitu

999 Watt dengan data hasil uji coba pada kondensor

Tabel 4. 10 Validasi desain kondensor

No Parameter Data Parameter

Desain

Data Parameter

Hasil Pengujian

1 Temperatur uap masuk 1000C 1030 C

2 Temeperatur uap keluar 350C 400 C

3 Temperatur Air Masuk 330C 330 C

4 Temperatur Air Keluar 350C 350 C

Setelah melakukan pengujian kondensor selanjutnya melakukan uji coba

produksi garam dan air tawar dengan menggunakan air laut yang diperoleh

dari penjual air aquarium untuk ikan laut dengan kadar salinitas 34 ppt

dengan hasil produksi dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 4. 27 Hasil garam dan air tawar

1.5 Liter 3 Liter

15 37.9

300

600

PERBANDINGAN KUANTITAS AIR LAUT TERHADAP PRODUKSI GARAM DAN

AIR TAWAR

Garam Air Tawar

74

Dari hasil garam pengujian P3GAr garam yang diperoleh yaitu 38,4 gr

dengan air tawar 600 ml untuk air laut dengan kapasitas 3 liter sedangkan

untuk 1,5 liter garam yang dihasilkan 15 gr dan air tawar 300 ml , sedangkan

untuk penggunaan energi yang digunakan dalam proses pembuatan

dibutuhkan daya sebersar 1,9 Kw dengan kapasitas air laut 3 liter..

4.4 Alur Proses Pembuatan Garam dan Air Tawar

Proses alur pembuatan garam dan air tawar pada alat P3GAr dimulai

dari air laut dimana air laut in harus di rubah menjadi air tua dimana proses

pembuatan air tua adalah proses menghilangkan kandungan yang tidak

Gambar 4. 29 Skema Proses Pembuatan Garam dan Air Tawar

1.5 Liter 3 Liter

1498.5

1998

28.8 38.4

PERBANDINGAN KONSUMSI ENERGI TERHADAP PRODUKSI GARAM DAN

AIR TAWAR

Energi AC (Wh) Energi DC (Wh)

Gambar 4. 28 Konsumsi daya produksi

75

dipakai dalam proses pembentukan garam seperti , Besi (Fe), Magnesium

(Mg), sulfat (SO4), kalium (K), kalsium (Ca), setelah menghilangkan

beberapa zat ini selanjutnya air akan dipanaskan kedalam pemanas pertama

pada proses pemanas pertama akan terjadi evaporasi hasil evaporasi dan

uap evaporasi akan mengalir kesisi kondensor kemudian uap akan berubah

fasa menjadi cair, kemudian air pemanas yang berada pada pemanas

pertama akan dialirkan kedalam pemanas kedua untuk diproses menjadi

garam dan untuk air kondensasi akan di filtrasi hingga menjadi air yang layak

untuk dipakai.

4.2 Analisa Perancangan Desain

Dari hasil pengujian P3GAr (Pengubah Panas Penghasil Garam dan Air

Tawar), desain yang dirancang dengan temperatur 1000C dengan panjang

pipa 1,2 meter hasil yang di peroleh hampir mendekati dari perancangan

yaitu dapat dilihat pada tabel 4.1 validasi desain kondensor. dimana

temperatur uap yang masuk pada kondensor 1030C dan uap yang keluar

pada kondensor temperaturnya yaitu 450C serta air yang masuk pada

kondensor 330C, air keluar 350C. sedangkan pada hail validasi alat untuk

hybrid energy daya yang dihasilkan tidak sesuai dengan perancangan desain

yaitu 750 Watt maka dari kurangnya daya tersebut dilakukan penambahan

inverter untuk merubah tegangan DC menjadi AC menjadi dengan bantuan

baterai yang berkapasitas 100 A dengan teganga 12 V

4.3 Analisa Penggunaan Energi dan Jam Operasional P3GAr

Dari hasil pengujian penggunaan energi yang digunakan yaitu sebesar

1,9 kw dengan penggunaan sistem hybrid ini daya yang digunakan bisa

beroperasi selama 24 jam dikarenakan penggunaan gabungan dua energi

yaitu energi angin dan matahari dimana pada pagi hari hingga sore panel

surrya akan menyerap cahaya matahari untuk diubah menjadi listrik dengan

menggunakan panel surya dikarenakan penggunaan panel surya pada pagi

hingga dan malam hari serta pada saat musm hujan panel surya tidak bisa

digunakan maka untuk mengatasi hal tersebut digunakanlah PLTB dimana

pembangkit ini akan beroperasi meskipun dimalam hari atau musim hujan

76

karena adanya sumber energi angin jadi dengan adanya energy hybrid

pasokan listrik akan terpenuhi selama 24 jam, selain itu penggunaan baterai

juga sangat membantu jika kedua energi tidak terpenuhi maka masih ada

penyimpanan listrik dibaterai sehingga sistem hybrid ini akan berjalan terus.

Maka dengan adanya energy hybrid ini dapat meningkatkan produksi garam

dan air tawar pada alat P3GAr.

4.4 Analisa Fishbone

Tabel 4. 11 Analisa Fishbone Jam Operasi Rendah

Faktor Analisa Keterangan

Metode Proses

Tradisional

Proses tradisional yang

masih menggunakan bantuan

sinar matahari yang

menyebabkan jam produksi

yang menurun

Penyebab

Mesin Daya mesin Daya mesin yang digunakan

dalam P3GAr sangat besar

Penyebab

Jam Operasi

P3GAr rendah

(= 6 jam perhari)

Metode

Material

Mesin

Lingkungan

Sumber daya

manusia Proses

Tradisional

Kualitas

Material

Daya

Mesin

Cuaca /

musim

Kemampuan

manusia

77

sehingga produksi

pembuatan semakin pendek

Lingkungan Cuaca / musim Cuaca atau musim yang tidak

menentu dapat menghambat

proses pembuatan sehingga

akan terhenti produksinya

Penyebab

Material Kualitas material Kualitas material pada P3GAr

menggunakan bahan yang

ringan dan kuat untuk skala

prototype sehingga untuk jam

operasi pada pembuatan tidak

berpengaruh terhadap waktu

proses produksi

Bukan

Penyebab

Sumber

Daya

Manusia

Kompetensi Kemampuan manusia dalam

proses pembuatan garam dan

air tawar sudah memiliki

keterampilan dalam

pembuatan alat produksi

garam dengan cara

tradisional

Bukan

Penyebab

78

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Proses pembuatan garam dan air tawar pada sistem P3GAr yang

sebelumnya hanya bisa digunakan untuk pagi hari hingga sore hari tetapi

dengan adanya perancangan hybrid system produksi bisa berjalan selama

24 jam dikarenakan sistem hybrid yang digunakan menggunakan dua energi

yaitu matahari dan angin dan juga dibantu oleh baterai sehingga pasokan

listrik akan terus berjalan selama 24 jam dengan daya yang dihasilkan oleh

PLTB yaitu 25,13 dirubah menjadi DC dengan tegangan 12 v untuk mengisi

baterai dan memasok daya AC dengan menggunakan inverter 3000 Watt

sebagai pemasok sumber energi listrik AC ke P3GAR.

5.2 Saran

Diprelukannya desain ulang untuk merancangan blade dengan kapasitas

daya yang dibangkitkan lebih besar.

Diperlukannya perancangan filtrasi dan pemanas yang lebih optimal

dengan daya yang rendah.

Dibutuhkan alat untuk memproses air laut menjadi air tua.

79

DAFTAR PUSTAKA

Ambari, M. (2017). Benarkah Teknologi Pengolahan Garam Sudah Dikuasai

Indonesia? Mongabay. https://www.mongabay.co.id/2017/08/07/benarkah-

teknologi-pengolahan-garam-sudah-dikuasai-indonesia/

Ambari, M. (2018). Indonesia Negeri Tropis, Tapi Krisis Air Bersih di Kawasan

Pesisir Terjadi. Mongabay.

https://www.mongabay.co.id/2018/03/23/indonesia-negeri-tropis-tapi-krisis-

air-bersih-di-kawasan-pesisir-terjadi/

Angela Martina, Judy Retti Witono, Ginajar Karya Pamungkas, & Willy. (2016).

Pengaruh Kualitas Bahan Baku Dan Rasio Umpan Terhadap Pelarut Pada

Proses Pemurnian Garam Dengan Metode Hidroekstraksi Batch. Jurnal

Teknik Kimia USU, 5(1), 1–6. https://doi.org/10.32734/jtk.v5i1.1517

Astawa, K., Sucipta, M., Gede, I. P., & Negara, A. (2012). Analisa Performansi

Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya

Tipe Bergelombang Berbahan Dasar Beton. Jurnal Energi Dan Manufaktur,

5(1), 7–13.

Bergman, Theodore L; Lavine, Adrienne S; Incropera, Frank P; Dewitt, D. P.

(2011). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (John Wiley & Sons

(ed.); Seventh). John Wiley & Sons.

http://repositorio.unan.edu.ni/2986/1/5624.pdf

Dewantara, I. G. Y., Suyitno, B. M., & Lesmana, I. G. E. (2018). Desalinasi Air

Laut Berbasis Energi Surya Sebagai Alternatif Penyediaan Air Bersih.

Jurnal Teknik Mesin, 7(1), 1. https://doi.org/10.22441/jtm.v7i1.2124

dewanti, L. (2015). Garis pantai Indonesia terpanjang kedua di dunia.

Antaranews. https://www.antaranews.com/berita/487732/garis-pantai-

indonesia-terpanjang-kedua-di-dunia

Djoyowasito, G., Ahmad, A. M., Lutfi, M., & Anggra, A. (2018). Rancang Bangun

Model Penghasil Air Tawar dan Garam dari Air Laut Berbasis Efek Rumah

Kaca Tipe Penutup Limas Design of Fresh Water and Salt Producer Model

80

from Sea Water Based on Glasshouse Effect Type of Limas Cover. Jurnal

Keteknikan Pertanian Tropis Dan Biosistem, 6(2), 107–119.

Gerintya, S. (2018). Bagaimana Mutu dan Akses Air Bersih di Indonesia? Baca

selengkapnya di artikel “Bagaimana Mutu dan Akses Air Bersih di

Indonesia?” Tirto.Id. https://tirto.id/bagaimana-mutu-dan-akses-air-bersih-

di-indonesia-cGrk

Global Wind Atlas. (2020). Energy Data Info. Global Wind Atlas.

https://globalwindatlas.info

Holman, J. P. (2010). Heat Transfer. In T. McGraw-Hill (Ed.), The McGraw-Hill

(Tenth). The McGraw-Hill. https://doi.org/10.1016/b978-1-933762-24-

1.50019-x

Idris, M. (2019). Rancang Panel Surya Untuk Instalasi Penerangan Rumah

Sederhana Daya 900 Watt. Elektronika Listrik Dan Teknologi Informasi

Terapan, 1, 17–22.

Jayani, D. H. (2019). Impor Garam Lebih Tinggi dari pada Produksi Garam

Nasional. Databoks.

https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2019/09/24/impor-garam-lebih-

tinggi-daripada-produksi-garam-nasional

Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral. (2008). Potensi Energi Baru

Terbarukan (EBT) Indonesia. Kementrian Energi Dan Sumber Daya

Mineral Republik Indonesia. https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-

berita/potensi-energi-baru-terbarukan-ebt-indonesia

Kementrian perindustrian republik indonesia. (2018). Sesuai Kebutuhan, Impor

Garam Pastikan Produksi Industri Tak Terhenti. Kementrian Perindustrian

Republik Indonesia. https://kemenperin.go.id/artikel/18950/Sesuai-

Kebutuhan,-Impor-Garam-Pastikan-Produksi-Industri-Tak-Terhenti

Komunikasi, B. (2018). Menko Maritim Luncurkan Data Rujukan Wilayah

Kelautan Indonesia. Kemaritiman Dan Investasi.

https://maritim.go.id/menko-maritim-luncurkan-data-rujukan-wilayah-

81

kelautan-indonesia/

Kusnandar, V. B. (2020). Inilah Proyeksi Jumlah Penduduk Indonesia 2020.

Databoks. https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2020/01/02/inilah-

proyeksi-jumlah-penduduk-indonesia-2020

Nuraini, A., & Abadi, C. S. (2019). Analisis Perbandingan Bilah Turbin Angin

Jenis Taper dengan Taperless pada Turbin Angin Skala Mikro di PT .

Lentera Bumi Nusantara. 138–146.

Pranita, E. (2020). Puncak Musim Kemarau 2020 Diprediksi Agustus, Ini

Rekomendasi BMKG. Kompas.Com.

https://www.kompas.com/sains/read/2020/03/25/080400023/puncak-

musim-kemarau-2020-diprediksi-agustus-ini-rekomendasi-bmkg

Prasongko, D. (2018). Teknologi Produksi Garam Indonesia Masih Tertinggal.

Tempo.Co. https://bisnis.tempo.co/read/1063446/teknologi-produksi-

garam-indonesia-masih-tertinggal/full&view=ok

Purbani, D. (2000). Proses Pembentukan Kristalisasi Garam. Pusat Riset

Wilayah Laut Dan Sumberdaya Nonhayati, 1–17.

http://www.oocities.org/trisaktigeology84/Garam.pdf

Rubianto, B., Winarso, R., & Wibowo, R. (2018). Rancang Bangun Kondensor

Pada Destilator Bioetanol Kapasitas 5 Liter/Jam Dengan Skala Umkm.

Jurnal Crankshaft, 1(1), 29–36.

https://doi.org/10.24176/crankshaft.v1i1.2587

Rumbayan, M., Abudureyimu, A., & Nagasaka, K. (2012). Mapping of solar

energy potential in Indonesia using artificial neural network and

geographical information system. Renewable and Sustainable Energy

Reviews, 16(3), 1437–1449. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.11.024

Said, N. I. (2003). Aplikasi Teknologi Osmosis Balik Untuk Memenuhi

Kebutuhan Air Minum. J.Tek.Ling. P3TL-BPPT, 4(2), 16–35.

Satriya Dwi Ariffudin, & Wulandari, D. (2014). Perancangan Sistem Pemanas

Pada Rancang Bangun Mesin Pengaduk Bahan Baku Sabun Mandi Cair

82

Satriya Dwi Ariffudin. Jrm, 01(02), 52–57.

Siregar, E. (2020). Industri Doyan Garam Impor: Lokal Mahal & Kualitas

Rendah. CNBC Indonesia.

https://www.cnbcindonesia.com/news/20200113161446-4-129629/industri-

doyan-garam-impor-lokal-mahal-kualitas-rendah

Sumada, K., Dewati, R., & Suprihatin, S. (2016). Garam industri berbahan baku

garam krosok dengan metode pencucian dan evaporasi. Teknik Kimia,

11(1), 30–36.

T.Kuppan. (2000). Heat Exchanger Design HandBook (1st ed.). Marcel Dekker.

Vania, Rossa; Nodia, F. (2018). Ada 33,4 Juta Penduduk Indonesia

Kekurangan Air Bersih. Suara.Com.

https://www.suara.com/health/2018/11/23/162639/ada-334-juta-penduduk-

indonesia-kekurangan-air-bersih

Walangare, K B A; Lumenta, A S M; Wuwung, J O; Sugiarso, B. A. (2013).

RANCANG BANGUN ALAT KONVERSI AIR LAUT MENJADI AIR MINUM

DENGAN PROSES DESTILASI SEDERHANA MENGGUNAKAN

PEMANAS ELEKTRIK. E-JOURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN

KOMPUTER, 1–11. https://doi.org/10.35793/jtek.2.2.2013.1786

Widayat. (2009). Production of Industry Salt with Sedimentation – Microfiltration

Process: Optimazation Of Temperature and Concentration by Using

Surface Response Methodology. Teknik, 11–18.

https://lib.unnes.ac.id/17153/1/1201408017.pdf

83

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal

Nama : Hasbi Maulana. S

NIM : 2016-12-034

Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

Status Perkawinan : Belum Menikah


Alamat Rumah : jl kha bd azis no 120, kauman tempurejo, jember

No. HP : 089673497405

Email : [email protected]

Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun LULUS

SD SDN Tempurejo 02 - 2010

SMP SMP plus darus sholah - 2013

SMA SMKN 02 Jember Teknik Instalasi Listrik 2016

SARJANA IT PLN Teknik Mesin -

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya

Jakarta, 15 Agustusl 2020

Hasbi Maulana S

84

LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1. 1 Data Pengujian Kecepatan Angin

No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 28 Juni 2020 07:00 WIB 1,9 m/s

2 28 Juni 2020 08:00 WIB 2,1 m/s

3 28 Juni 2020 09:00 WIB 3,6 m/s

4 28 Juni 2020 10:00 WIB 2,1 m/s

5 28 Juni 2020 11:00 WIB 2,5 m/s

6 28 Juni 2020 12:00 WIB 2,6 m/s

7 28 Juni 2020 13:00 WIB 3,6 m/s

8 28 Juni 2020 14:00 WIB 2,3 m/s

9 28 Juni 2020 15:00 WIB 3,8 m/s

10 28 Juni 2020 16:00 WIB 3,1 m/s

11 28 Juni 2020 17:00 WIB 3,2 m/s

Rata-Rata 2,8 m/s

Kecepatan tinggi 3,8 m/s

Kecepatan rendah 1,9 m/s

No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 29 Juni 2020 07:00 WIB 1,9 m/s

2 29 Juni 2020 08:00 WIB 2,1 m/s

3 29 Juni 2020 09:00 WIB 2,7 m/s

4 29 Juni 2020 10:00 WIB 2,6 m/s

5 29 Juni 2020 11:00 WIB 3,2 m/s

6 29 Juni 2020 12:00 WIB 4,0 m/s

7 29 Juni 2020 13:00 WIB 3,4 m/s

8 29 Juni 2020 14:00 WIB 3,1 m/s

9 29 Juni 2020 15:00 WIB 4,8 m/s

85

10 29 Juni 2020 16:00 WIB 4,1 m/s

11 29 Juni 2020 17:00 WIB 2,9 m/s

Rata-Rata 3,16 m/s



No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 30 Juni 2020 07:00 WIB 1,4 m/s

2 30 Juni 2020 08:00 WIB 1,7 m/s

3 30 Juni 2020 09:00 WIB 1,5 m/s

4 30 Juni 2020 10:00 WIB 2,2 m/s

5 30 Juni 2020 11:00 WIB 1,7 m/s

6 30 Juni 2020 12:00 WIB 2,8 m/s

7 30 Juni 2020 13:00 WIB 3,7 m/s

8 30 Juni 2020 14:00 WIB 2,3 m/s

9 30 Juni 2020 15:00 WIB 3,6 m/s

10 30 Juni 2020 16:00 WIB 2,7 m/s

11 30 Juni 2020 17:00 WIB 3,0 m/s

Rata-Rata 2,42 m/s



No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 01 Juli 2020 07:00 WIB 2,0 m/s

2 01 Juli 2020 08:00 WIB 1,9 m/s

3 01 Juli 2020 09:00 WIB 1,6 m/s

4 01 Juli 2020 10:00 WIB 2,0 m/s

5 01 Juli 2020 11:00 WIB 2,3 m/s

86

6 01 Juli 2020 12:00 WIB 2,4 m/s

7 01 Juli 2020 13:00 WIB 3,0 m/s

8 01 Juli 2020 14:00 WIB 3,7 m/s

9 01 Juli 2020 15:00 WIB 3,2 m/s

10 01 Juli 2020 16:00 WIB 3,1 m/s

11 01 Juli 2020 17:00 WIB 1,4 m/s

Rata-Rata 2.42 m/s



No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 02 Juli 2020 07:00 WIB 1,9 m/s

2 02 Juli 2020 08:00 WIB 1,4 m/s

3 02 Juli 2020 09:00 WIB 2,1 m/s

4 02 Juli 2020 10:00 WIB 2,3 m/s

5 02 Juli 2020 11:00 WIB 2,2 m/s

6 02 Juli 2020 12:00 WIB 2,7 m/s

7 02 Juli 2020 13:00 WIB 3,2 m/s

8 02 Juli 2020 14:00 WIB 2,6 m/s

9 02 Juli 2020 15:00 WIB 2,9 m/s

10 02 Juli 2020 16:00 WIB 3,0 m/s

11 02 Juli 2020 17:00 WIB 2,4 m/s

Rata-Rata 2.43 m/s



No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 03 Juli 2020 07:00 WIB 2,0 m/s

2 03 Juli 2020 08:00 WIB 1,9 m/s

87

3 03 Juli 2020 09:00 WIB 1,6 m/s

4 03 Juli 2020 10:00 WIB 1,4 m/s

5 03 Juli 2020 11:00 WIB 2,3 m/s

6 03 Juli 2020 12:00 WIB 2,8 m/s

7 03 Juli 2020 13:00 WIB 2,6 m/s

8 03 Juli 2020 14:00 WIB 3,4 m/s

9 03 Juli 2020 15:00 WIB 3,7 m/s

10 03 Juli 2020 16:00 WIB 4,6 m/s

11 03 Juli 2020 17:00 WIB 2,8 m/s

Rata-Rata 2.65 m/s



No Tanggal

pengujian Waktu

Kecepatan Angin

1 04 Juli 2020 07:00 WIB 1,8 m/s

2 04 Juli 2020 08:00 WIB 1,9 m/s

3 04 Juli 2020 09:00 WIB 2,0 m/s

4 04 Juli 2020 10:00 WIB 1,6 m/s

5 04 Juli 2020 11:00 WIB 2,2 m/s

6 04 Juli 2020 12:00 WIB 2,9 m/s

7 04 Juli 2020 13:00 WIB 2,4 m/s

8 04 Juli 2020 14:00 WIB 3,7 m/s

9 04 Juli 2020 15:00 WIB 4,5 m/s

10 04 Juli 2020 16:00 WIB 4,1 m/s

11 04 Juli 2020 17:00 WIB 2,7 m/s

Rata-Rata 2.7 m/s



88

89

Lampiran 1. 2 Desain 2D P3GAr

89

Lampiran 1. 3 Desain Bilah 2D

90

Lampiran 1. 5 Desain Ekor 2D

Lampiran 1. 4 Desain Kondensor

91

Lampiran 1. 6 Desain Tiang

92

Lampiran 1. 7 Desain Hybrid

energy

93

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Hasbi Maulana S

NIM : 2016-12-034


Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama : Drs. Prayudi. MM., MT

Judul Skripsi : RANCANG BANGUN HYBRID SYSTEM UNTUK

MENINGKATKAN JAM OPERASIONAL P3GAr

(PENGUBAH PANAS PENGHASIL GARAM DAN AIR

TAWAR)

No Hari/Tanggal Catatan

1 21 Maret 2020

Konsultasi judul skripsi

2

27 Maret 2020 Konsultasi mengenai Bab I Pembahasan 1.1 Latar belakang

1.2 Rumusan masalah

1.3 Batasan Masalah

3 02 April 2020

Konsultasi mengenai tinjauan pustaka

4 13 April 2020

Pengecekan Proposal Skripsi

5 17 April 2020 Pengumpulan ulang perbaikan proposal skripsi dan

meminta tanda tangan dosen pembimbing

6 12 Mei 2020 Konsultasi mengenai hasil review proposal skripsi dari

lembar revisi dari dosen pembahas

7 06 Juni 2020 Pengecekan ulang proposal hasil dari lembar revisi

proposal skripsi dan mengumpulkan kembali proposal skripsi ke dosen pembimbing

94

8 18 Juli 2020

Konsultasi tentang progres dari Bab IV

9 07 Agustus 2020 Pengecekan skripsi pada Bab 1 – 5

Perbaikan tentang perhitungan

10 13 Agustus 2020

Pengecekan hasil revisi pada tanggal 07 Agustus 2020

11 14 Agustus 2020 Konsultasi tentang kesiapan power point untuk

persiapan sidang skripsi

12 15 Agustus 2020 Simulasi Presentasi sidang skripsi

13 16 Agustus 2020 Simulasi Presentasi sidang skripsi

Jakarta,25 Agustus2020

Disetujui,

Drs. Prayudi, MM., MT

(Pembimbing Skripsi)

95

96

97

98

Documents

INSTITUT TEKNOLOGI