17
RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK Zilman Syarif 1 , Mochammad Ali 2 , Aris Sumule 3 Abstrak : Sinar matahari yang sangat melimpah di Nusa Tenggara Timur (NTT), memiliki dampak yang dirasakan di perairan NTT adalah suhu dan temperatur udara pada siang hari mencapai 34 derajat celsius, suhu panas sangat dirasakan terutama di Kupang, pada siang hari tepat pukul 12.00 WITA, temperatur udara di sebagian besar wilayah NTT seperti Kupang dan sekitarnya mencapai 34 derajat Celsius. Kondisi tersebut berbeda dengan hari-hari biasanya di mana temperatur minimum NTT 32-33 derajat Celsius, kondisi alam ini (suhu naik hingga 34- 35 derajat celsius) terjadi karena matahari berada di titik kulminasi atau tepat di atas Kota Kupang. Kondisi suhu panas yang dirasakan di Kupang selama ini dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga listrik, hal ini telah dibuktikan oleh Pemerintah Kota (Pemko) Kupang Nusa Tenggara Timur (NTT) yaitu dengan memanfaatkan solar cell untuk lampu jalan yang terbukti mampu menghemat pembayaran tagihan listrik untuk lampu jalan sebesar Rp.1 miliar per bulan. Penghematan ini diperoleh setelah dipasang 541 unit lampu jalan di Kupang dengan menggunakan panel surya dari jenis lampu LED (laigth emmiting diode) dengan daya 23-35 watt .(detikfinance, 14/6/2011). Kendaraan Motor Listrik yang dijalankan dengan tenaga listrik DC (direct current) menggunakan accu (baterai) sebagai sumbernya yang diperoleh dari hasil pengisian melalui listrik AC (alternating current) yang telah disearahkan dan atau dari panel surya (Solar Cell) atau tenaga matahari. Panel surya merupakan komponen yang sangat penting karena dapat mengubah sinar matahari menjadi energi listrik yang kemudian disimpan di dalam baterai. Selanjutnya digunakan untuk menggerakkan motor DC yang terhubung dengan sistem penggerak roda berupa kombinasi geer, sistem penggerak ini akan memberikan daya gerak yang menggerakkan kendaraan solar cel ini yang bergantung pada beberapa hal seperti kecepatan motor, putaran penggerak, berat kendaraan dan lain-lain. Tujuan jangka panjangnya adalah : 1) Untuk menyediakan kendaraan yang tidak memerlukan bahan bakar minyak dan bersih dari polusi karena menggunakan listrik DC dan tenaga matahari melimpah di NTT terutama untuk kendaraan yang dapat diantar-pulaukan mengingat NTT terdiri dari pulau-pulau kecil dan besar dan tidak semua pulau memiliki pangkalan bahan bakar minyak; 2) Aplikasi penggunaan panel solar cell dapat dikembangkan lagi seperti untuk pengairan pada lahan yang kesulitan air dimusim kemarau yaitu dengan membuat pompa air bertenaga matahari dan kemanfaatan lainya. Tujuan Khusus : Berdasarkan fenomena di atas, maka tujuan khusus dari penelitian ini adalah : 1) Untuk membuat model Kendaraan Motor Listrik (kendaraan) dengan tenaga solar cell; 2) Untuk merancang penggunaan solar cell sebagai sumber daya untuk Kendaraan Motor Listrik DC; 3) Untuk mengevaluasi penggunaan motor dan sistim geer yang sesuai dan aman. Syarif 1 ,Ali 2 , Adalah Dosen Teknik Elektro, Politeknik Negeri Kupang Sumule 3 , Adalah Dosen Teknik Mesin, Politeknik Negeri Kupang 59

RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK

Zilman Syarif1, Mochammad Ali2, Aris Sumule3

Abstrak :

Sinar matahari yang sangat melimpah di Nusa Tenggara Timur (NTT), memiliki dampakyang dirasakan di perairan NTT adalah suhu dan temperatur udara pada siang hari mencapai34 derajat celsius, suhu panas sangat dirasakan terutama di Kupang, pada siang hari tepatpukul 12.00 WITA, temperatur udara di sebagian besar wilayah NTT seperti Kupang dansekitarnya mencapai 34 derajat Celsius. Kondisi tersebut berbeda dengan hari-hari biasanya dimana temperatur minimum NTT 32-33 derajat Celsius, kondisi alam ini (suhu naik hingga 34-35 derajat celsius) terjadi karena matahari berada di titik kulminasi atau tepat di atas KotaKupang.

Kondisi suhu panas yang dirasakan di Kupang selama ini dapat dimanfaatkan sebagaipembangkit tenaga listrik, hal ini telah dibuktikan oleh Pemerintah Kota (Pemko) Kupang NusaTenggara Timur (NTT) yaitu dengan memanfaatkan solar cell untuk lampu jalan yang terbuktimampu menghemat pembayaran tagihan listrik untuk lampu jalan sebesar Rp.1 miliar per bulan.Penghematan ini diperoleh setelah dipasang 541 unit lampu jalan di Kupang denganmenggunakan panel surya dari jenis lampu LED (laigth emmiting diode) dengan daya 23-35watt .(detikfinance, 14/6/2011).

Kendaraan Motor Listrik yang dijalankan dengan tenaga listrik DC (direct current)menggunakan accu (baterai) sebagai sumbernya yang diperoleh dari hasil pengisian melaluilistrik AC (alternating current) yang telah disearahkan dan atau dari panel surya (Solar Cell)atau tenaga matahari. Panel surya merupakan komponen yang sangat penting karena dapatmengubah sinar matahari menjadi energi listrik yang kemudian disimpan di dalam baterai.Selanjutnya digunakan untuk menggerakkan motor DC yang terhubung dengan sistem penggerakroda berupa kombinasi geer, sistem penggerak ini akan memberikan daya gerak yangmenggerakkan kendaraan solar cel ini yang bergantung pada beberapa hal seperti kecepatanmotor, putaran penggerak, berat kendaraan dan lain-lain.

Tujuan jangka panjangnya adalah : 1) Untuk menyediakan kendaraan yang tidakmemerlukan bahan bakar minyak dan bersih dari polusi karena menggunakan listrik DC dantenaga matahari melimpah di NTT terutama untuk kendaraan yang dapat diantar-pulaukanmengingat NTT terdiri dari pulau-pulau kecil dan besar dan tidak semua pulau memiliki pangkalanbahan bakar minyak; 2) Aplikasi penggunaan panel solar cell dapat dikembangkan lagi sepertiuntuk pengairan pada lahan yang kesulitan air dimusim kemarau yaitu dengan membuat pompaair bertenaga matahari dan kemanfaatan lainya.

Tujuan Khusus :Berdasarkan fenomena di atas, maka tujuan khusus dari penelitian ini adalah : 1) Untuk membuatmodel Kendaraan Motor Listrik (kendaraan) dengan tenaga solar cell; 2) Untuk merancangpenggunaan solar cell sebagai sumber daya untuk Kendaraan Motor Listrik DC; 3) Untukmengevaluasi penggunaan motor dan sistim geer yang sesuai dan aman.

Syarif1,Ali2, Adalah Dosen Teknik Elektro, Politeknik Negeri KupangSumule3, Adalah Dosen Teknik Mesin, Politeknik Negeri Kupang

59

Page 2: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua)tahun dengan rincian sebagai berikut :

Tahun I : Perancangan Kendaraan Motor Listrik (Kendaraan) dengan tenaga listrik DC(direct current) dan sistem transmisi geer mekanik. Penelitian Tahun I terdiri dari dua tahap,yaitu Tahap (1) Perancangan dan pembuatan rangka Kendaraan Motor Listrik dengan penggerakmekanik dan motor listrik DC. Dan Tahap (2) Uji kelayakan jalan (jarak tempuh) dan kecepatanserta kemampuan motor DC Pada Penelitian Tahap I Dengan sistem pengaturan kecepatan.

Tahun II : Perancangan Kendaraan Motor Listrik (Kendaraan) dengan tenaga listrik DC(direct current) dari Solar Cell dan penyesuaian sistem transmisi geer mekanik. PenelitianTahun II juga terdiri dari dua tahap, yaitu Tahap (1) Perancangan dan pemasangan Solar Cellrangka Kendaraan Motor Listrik dengan penggerak mekanik yang disesuaikan dengan sistemtransmisi geer mekanik terhadap motor listrik DC yang digunakan. Dan Tahap (2) Uji kelayakanjalan (jarak tempuh) dan kecepatan serta kemampuan motor DC dengan sumber Solar CellPada Penelitian Tahap I Dengan menggunakan sistem pengaturan kecepatan.

Kata-kata Kunci : Splar Cell, Motor Listrik BLDC, Solar Cell.

1. PENDAHULUANBadan Meteorologi, Klimatologi, dan

Geofisika Stasiun Lasiana Kupang mempredik-sikan suhu panas yang tahun ini melanda daerahsetempat dengan tekanan maksimal mencapai35 derajat celcius. Kondisi cuaca seperti suhupanas akibat musim kemarau ini wajar terjadi.Hal ini sesuai dengan karakteristik daerahsetempat yang tandus serta berada di kawasanpantai yang umumnya memiliki suhu panas,terkait cuaca ekstrem berupa suhu panas yangkini dirasakan sebagian besar warga NTT sejakJuni dan memuncak diakhir Oktober.

Dampak yang dirasakan di perairan NTTadalah suhu dan temperatur udara pada sianghari mencapai 34 derajat celsius, suhu panassangat dirasakan terutama di Kupang, pada sianghari tepat pukul 12.00 WITA, temperatur udaradi sebagian besar wilayah NTT seperti Kupangdan sekitarnya mencapai 34 derajat Celsius.Kondisi tersebut berbeda dengan hari-haribiasanya di mana temperatur minimum NTT 32-33 derajat Celsius, kondisi alam ini (suhu naikhingga 34-35 derajat celsius) terjadi karenamatahari berada di titik kulminasi atau tepat diatas Kota Kupang.

Kondisi suhu panas yang dirasakan diKupang selama ini dapat dimanfaatkan sebagaipembangkit tenaga listrik, hal ini telahdibuktikan oleh Pemerintah Kota (Pemkot)

Kupang Nusa Tenggara Timur (NTT) yaitudengan memanfaatkan solar cell untuk lampujalan yang terbukti mampu menghematpembayaran tagihan listrik untuk lampu jalansebesar Rp.1 miliar per bulan. Penghematan inidiperoleh setelah dipasang 541 unit lampu jalandi Kupang dengan menggunakan panel suryadari jenis lampu LED (laigth emmiting diode)dengan daya 23-35 watt .(detikfinance, 14/6/2011).

Berdasarkan pemikiran di atas yaitu meman-faatkan sinar matahari sebagai pembangkittenaga listrik dan kondisi daerah NTT yangselalu mengalami musim panas yang panjangberkisar 9 sampai dengan 10 bulan setiap tahunmaka kemanfaatan yang lain adalah menggu-nakan energi matahari tersebut sebagai tenagauntuk penggerak Kendaraan Motor Listrikdengan memodifikasi dan merancangnya.

Akan tetapi ada banyak hal yang harusdiketahui tentang pembuatan Kendaraan MotorListrik bertenaga listrik dan pemanfaatan panelsolar cell seperti motor, geer, control kecepatan,regulator tegangan, inverter dan masih banyaklagi yang memerlukan spesifikasi perhitungandan teori agar dapat berfungsi dengan benar halini dikarenakan tidak ada panel solar cell yangsesuai untuk menggerakkan Kendaraan MotorListrik bertenaga listrik oleh karena itu pene-litian ini menitik beratkan pada sistem controlkecepatan penggerak Kendaraan Motor Listrik

60 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 3: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

bertenaga listrik dan pemanfaatan panel solarcell sehingga dapat bekerja atau tidak, dengandemikian pokok pikiran yang mendasarinyaadalah bagaimana mengembangkan/merancangbentuk Kendaraan Motor Listrik, sistemkelistrikan, sistem mekanik, sistem controlkecepatan dan rancangan panel solar cell danfaktor-faktor lain yang menjadi bahanpertimbangan seperti; effisiensi, biaya, beratkendaraan, dan keselarasan sistem yang bekerja.

Faktor-faktor tersebut sangat penting karenaakan berpengaruh dalam sistem rancangan yangbaik secara keseluruhan sebagai contoh apakahsistem geer yang digunakan sangat effisienterhadap berat dari kendaraan keseluruhan,apakah biaya dan waktu yang diperlukan cukupuntuk menyelesaikan penelitian, sehinggadiperlukan alternafi-alternatif yang lain.

2. TINJAUAN PUSTAKASistem Manajemen Basis data adalah suatu

metode untuk pengelolaan dan penyimpananinformasi skala besar, yaitu informasi dengankapasitas besar dan banyak ragam yang meliputifungsi perlindungan atas kesatuan data, mendu-kung perawatan yang mudah, menangani query-query, mempertahankan akses yang ampuh, danmenjamin keamanan data demikian Bukhres(Handoyo, 2003).

Dari beberapa referensi terangkum beberapadifinisi yang saling melengkapi untuk membantupemahaman dari materi penelitian ini diantara-nya adalah Sistem Pengelola Basis Data (Database management System/ DBMS).

Pengelolaan basis data secara fisik tidakdilakukan oleh pemakai secara langsung, tetapiditangani oleh sebuah Perangkat Lunak (Sistem)yang khusus/spesifik. Perangkat lunak ini(disebut DBMS) yang akan menentukanbagaimana data diorganisasi, disimpan, dirubahdan diambil kembali.

Sistem tersebut juga menerapkan meka-nisme pengamanan data, pemakaian data secarabersama, pemaksaan keakuratan/konsistensidata, dan sebagainya.

DBMS merupakan salah satu elemen dalamsistem basis data, yang merupakan perangkatlunak yang memberikan fasilitas (yang tersediadan dapat digunakan) untuk melakukan fungsipengaturan, pengawasan, pengendalian/kontrol,pengolahan dan koordinasi terhadap semuaproses/operasi yang terjadi pada system basisdata berorientasi objek.

Proses mendesain basis data dengan baikmerupakan salah satu hal penting yang perludiperhatikan dalam menunjang keberhasilanpemakaian suatu aplikasi. Desain basis datayang baik dan efektif harus memperhatikan userrequirement dan sifat data yang diakses olehaplikasi yang bersangkutan, demikian(Sukmana, 2002) mengungkapkan dalamtesisnya yang berjudul “Desain dan imple-mentasi basis data multidimensi untuk pengem-bangan aplikasi pemantauan biaya (Studi Kasus:PT ARCO)”.

Dijelaskan pula bahwa untuk dapatmemenuhi kebutuhan proses multi level danagregasi multidimensional, multidimensionalanalytical calculation, serta ad hoc reviewreorganizations Thomsen (Sukmana, 2002),diperlukan adanya desain basis data baru yangsesuai dengan sifat aplikasi yang dimaksudberupa desain basis data yang dapat mendukungteknologi multidemensi tersebut, dikarenakanaplikasi yang lebih bersifat query intensif yangbanyak terjadi pada proses groping dan rollupuntuk menghasilkan data agregasi, pada aplikasitersebut juga mengakses struktur data yang lebihbersifat multidimensi dari pada relasional.

Hal yang senada dikatakan oleh Ilhamsyah(2002) dalam tesisnya “Perencanaan SistemInformasi Rumah Sakit Umum Pusat NasionalDr. Cipto Mangunkusumo”, basis data denganmenggunakan relational database memilikithrough 0ut, scalability, dan availability yangtinggi.

Data ditempatkan secara terpusat dan dapatdiakses oleh pengguna secara remote olehpengguna dengan menggunakan browser,maksudnya dipergunakannya teknologi web-based application. Hasilnya adalah sistem yangdirencanakan meningkatkan kualitas pelayanan

61Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Page 4: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

terhadap pasien. Selain itu SI/TI juga dapatmeningkatkan produktifitas setiap pegawainya.

Di dalam dunia pendidikan, dengan adanyakebijakan pemerintah untuk menerapkan oto-nomi perguruan tinggi, maka perguruan tinggitersebut dituntut untuk mandiri dalam penye-lenggaraan kegiatannya.

Perjalanan menuju otonomi perguruantinggi akan menghadapkan setiap perguruantinggi pada restrukturisasi yang substansial,mulai dari visi, misi, manajemen, hingga caramelakukan dan mengevaluasi proses-prosesyang mendukungnya. Pendekatan terhadaprancangan dapat dilakukan dari dua sisi, yaitudari sisi proses dan dari sisi pengguna.

Dari sisi proses sistem informasi harus dapatmendukung setiap proses yang terjadi dalamkegiatan manajemen Sumber Daya Manusia.Dari sisi pengguna, sistem informasi harus bisamemberikan informasi yang dibutuhkan olehpengguna dengan mudah, cepat dan akurat.Rancangan sistem informasi juga mempertim-bangkan kemajuan dan tren teknologi, terutamaperkembangan teknologi internet (Evianti,2002).

2.1. Landasan Teori

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)adalah pembangkit yang memanfaatkan sinarmatahari sebagai sumber penghasil listrik. Alatutama untuk menangkap, merubah danmenghasilkan energi listrik adalah fotovoltaikatau yang disebut secara umum Modul / Panelsel surya. Dengan alat tersebut sinar mataharidirubah menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif didalam selmodul tersebut karena perbedaan elektron. Hasildari aliran elektron-elektron akan menjadi listrikDC yang dapat langsung dimanfaatkan untukmengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampereyang diperlukan. Rata-rata produk modul selsurya yang ada dipasaran menghasilkantegangan 12 s/d 18 VDC dan ampere antara 0.5s/d 7 Ampere. Modul juga memiliki tipe selmonocrystal dan polycrystal. Komponen-komponen dari sistem PLTS ini meliputi per-

alatan : Modul Sel surya, Regulator/controller,Battery/Aki, Inverter DC to AC, Beban/Load.

Komponen inti dalam pembangkit listrik iniadalah sel surya. Sel surya adalah suatukomponen elektronika yang dapat mengubahenergi surya menjadi energi listrik dalam bentukarus searah (DC). Modul surya (fotovoltaik)adalah sejumlah sel surya yang dirangkai secaraseri dan paralel, untuk meningkatkan tegangandan arus yang dihasilkan sehingga cukup untukpemakaian sistem catu daya beban.Untukmendapatkan keluaran energi listrik yangmaksimum maka permukaan modul surya harusselalu mengarah ke matahari. Di Indonesia,energi listrik yang optimum akan di dapatapabila modul surya diarahkan dengan sudutkemiringan sebesar lintang lokasi PLTS tersebutberada. Sebagai contoh, untuk daerah yangberada di sebelah utara kathulistiwa maka modulsurya harus dihadapkan ke Selatan, dansebaliknya. Selanjutnya energi listrik tersebutdisimpan dalam Baterai. Baterai disini berfungsisebagai penyimpan energi listrik secara kimiawipada siang hari dan berfungsi sebagai catu dayalistrik pada malam hari. Untuk menjagakesetimbangan energi di dalam baterai,diperlukan alat pengatur elektronik yang disebutBattery Charge Regulator (BCR). Alat iniberfungsi untuk mengatur tegangan maksimaldan minimal dari baterai dan memberikanpengamanan terhadap sistem, yaitu; Proteksiterhadap pengisian berlebih (over charged) olehpenyinaran matahari, pemakaian berlebih olehbeban, mencegah terjadinya arus balik ke modulsurya, melindungi terjadinya hubung singkatpada beban listrik dan sebagai interkoneksi darikomponen-komponen lainnya.

Sel surya dapat menghasilkan energi listrikdalam jumlah yang tidak terbatas langsungdiambil dari matahari, tanpa ada bagian yangberputar dan tidak memerlukan bahan bakar.Sehingga sistem sel surya sering dikatakanbersih dan ramah lingkungan. Bandingkandengan sebuah generator listrik, ada bagian yangberputar dan memerlukan bahan bakar untukdapat menghasilkan listrik. Suaranya bising.Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat

62 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 5: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

menimbulkan efek gas rumah kaca (green housegas) yang pengaruhnya dapat merusakekosistem planet bumi kita.

Pada tengah hari yang cerah radiasi sinarmatahari mampu mencapai 1000 watt permeterpersegi. Jika sebuah divais semikonductorseluas satu meter persegi memiliki efisiensi 10persen maka modul solar sel ini mampumemberikan tenaga listrik sebesar 100 watt. Saatini modul solar sel komersial berkisar antara 5hingga 15 persen tergantung material penyu-sunnya. Tipe silikon kristal merupakan jenisdivais solar sel yang memiliki efisiensi tinggimeskipun biaya pembuatannya relatif lebihmahal dibandingkan jenis solar sel lainnya.Pembangkit energi surya sebenarnya tergantungpada efisiensi mengkonversi energi dankonsentrasi sinar matahari yang masuk ke dalamsel tersebut. Professor Smalley, peraih Nobelbidang kimia atas prestasinya menemukanFullerene, menyatakan bahwa teknologi nanomenjanjikan peningkatan efisiensi dalampembuatan sel surya antara 10 hingga 100 kalipada sel surya. Smalley menambahkan bahwacara terbaik untuk mendapatkan energi suryasecara optimal telah terbukti ketika sel suryadimanfaatkan untuk keperluan satelit ruangangkasa dan alat-alat yang diletakkan di ruangangkasa. Penggunaan sel surya denganmeletakkannya di ruang angkasa dapat denganbaik dilakukan karena teknologi nano diyakiniakan mampu menciptakan material yang superkuat dan ringan yang mampu bertahan di ruangangkasa dengan efisiensi yang baik.

Perkembangan yang menarik dari teknologisel surya saat ini salah satunya adalah sel suryayang dikembangkan oleh Michael Gratzel.Gratzel memperkenalkan tipe solar selphotokimia yang merupakan jenis solar selexciton yang terdiri dari sebuah lapisan partikelnano (biasanya titanium dioksida) yang diendapkan dalam sebuah perendam (dye). Jenisini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1991oleh Gratzel, sehingga jenis solar sel ini seringjuga disebut dengan sel Gratzel atau dye-sensitized solar cells (DSSC).

Sel Gratzel dilengkapi dengan pasanganredoks yang diletakkan dalam sebuah elektrolit(bisa berupa padat atau cairan). Komposisipenyusun solar sel seperti ini memungkinkanbahan baku pembuat sel Gratzel lebih fleksibeldan bisa dibuat dengan metode yang sangatsederhana seperti screen printing. Meskipunsolar sel generasi ketiga ini masih memilikimasalah besar dalam hal efisiensi dan usia aktifsel yang masih terlalu singkat, solar sel jenis inidiperkirakan mampu memberi pengaruh besardalam sepuluh tahun ke depan mengingat hargadan proses pembuatannya yang sangat murah.

Dalam kondisi puncak atau posisi mataharitegak lurus, sinar matahari yang jatuh dipermukaan panel surya di Indonesia seluas satumeter persegi akan mampu mencapai 900 hingga1.000 Watt. Total intensitas penyinaran per-harinya di Indonesia mampu mencapai 4500watt hour per meter persegi yang membuat Indo-nesia tergolong kaya sumber energi matahari ini.Dengan letaknya di daerah katulistiwa, mataharidi Indonesia mampu bersinar hingga 2.000 jampertahunnya. Dengan kondisi yang sangatpotensial ini sudah saatnya pemerintah danpihak universitas membuat satu pusat penelitiansolar sel agar Indonesia tidak kembali hanyasebagai pembeli divais solar sel di tengahmelimpahnya sinar matahari yang diterima dibumi Indonesia.

2.2. Komponen-Komponen PLTS

Adapun komponen-komponen pada suatuPembangkit Listrik Tenaga Surya secara umumadalah sebagai berikut :

1). Fotovoltaik (sel surya)

Fotovoltaik berfungsi mengubah radiasimatahari menjadi listrik secara langsung (directconversion). Modul fotovoltaik dirakit darisusunan sel surya atau sel fotovoltaik yangdirangkai secara seri atau paralel. Teknologi selfotovoltaik yang banyak dikembangkan dewasaini pada umumnya merupakan jenis teknologikristal yang dibuat dengan bahan berbasissilikon. Produk akhir dari modul fotovoltaikmenyerupai bentuk lembaran kaca dengan

63Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Page 6: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

ketebalan sekitar 6-8 milimeter. Sinar matahariyang menimpa permukaan modul akan diubahsecara langsung, tanpa adanya bagian yangbergerak, menjadi listrik sebagai akibatterjadinya pergerakan pasangan “elektron-hole”di dalamnya.

Teknologi fotovoltaik dikenal sebagaiteknologi bersih sehingga penerapannya akanmendukung program pembangunan yangberwawasan dan bersahabat dengan lingkungan.Besar energi listrik yang dihasilkan olehfotovoltaik tergantung pada intensitas radiasimatahari setempat. Besar energi matahari diIndonesia yang jatuh pada permukaan seluassatu meter persegi selama satu hari berkisarantara 4 - 6 kWh (atau sering dinyatakan dengansatuan: kWh/m2.hari). Energi listrik yangdihasilkan dari modul fotovoltaik berupa listrikarus searah (DC) yang dapat langsung digunakan atau disimpan kedalam baterai untukdipergunakan pada saat lain ketika diperlukandalam kondisi tidak ada cahaya matahari (dalamcuaca mendung/malam hari). Sistempenyimpanan listrik menggunakan bateraidilengkapi dengan alat pengatur baterai yaituBattery Charge Regulator (BCR). Apabiladiperlukan dapat dilengkapi inverter DC/ACyang memungkinkan penggunaan peralatan aruslistrik AC (seperti sistem PLN).

Pada gambar 1 memperlihatkan gambarsketsa sebuah sel surya. Proses pembuatannyadimulai dengan bahan silicon yang hampir 100%murni. Untuk membentuk lapisan dasar dari selditambahkan boron dalam jumlah yang sangatkecil sekali pada waktu Kristal sedang dibentuk.Ini yang menghasilkan lapisan dasar dari seltipe-N. Setelah lapisan tipe-P dibentuk, diumpamakan fosvor untuk membentuk lapisandari sel tipe –N dengan demikian membentukP-N junction. Hubungan logam disediakanuntuk kedua lapisan tipe- P dan tipe-N.

2). Prinsip Kerja fotovoltaik (sel surya)

Modul atau panel sel surya di jemur padaterik matahari maka semi konduktor P-Njunction akan mengubah panas mataharimenjadi tegangan listrik arus searah ( DC ).Tegangan yang dihasilkan sel surya dihubungkan ke regulator untuk pengisian baterai.Tegangan yang disimpan di baterai digunakanuntuk keperluan beban yang menggunakantegangan arus searah (DC). Jika beban yangdipakai adalah arus bolak-balik (AC) makategangan dari baterai disambungkan ke inverteruntuk mengubah tegangan arus searah (DC) ketegangan arus bolak balik (AC).

Untuk menurunkan tegangan pada sel suryamaka sel-sel surya disusun secara pararel danuntuk menaikkan tegangan pada sel surya makasel-sel surya disusun secara seri. Sistem keja darifotovoltaik ( sel surya ) dapat dibagi menjadibeberapa sub sistem yakni seperti terlihat padagambar 2.

64 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Gambar 1. Gambar sketsa sebuah sel surya

Page 7: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Terdiri dari modul atau array dan penyanggayang berfungsi untuk menerima dan mengubahenergi surya menjadi listrik arus searah (DC).

Power conditioning (pengkondisi daya)Terdiri dari : Kabel yang berfungsi untuk menghantarkan

arus listrik. Regulator yang berfungsi untuk mengatur

besarnya tegangan output dan memprodiksissistem terutama baterai dari kerusakan karenaoverload beban maupun pengosongan ataupengisian berlebihan pada baterai.

Baterai hanya digunakan memerlukanpenyimpangan energi listrik seperti untukbeban penerangan. Bila tidak perlu, makaharus dihindari penggunaannya, karena selainharga dan perawatannya mahal. Sistem jugaakan turun nilai efisiensinya. Baterai yangdigunakan biasanya berbentuk accu (baterai)(sel basah).

Inverter yang berfungsi mengubah listrik DCke AC inventer digunakan bila bebanmenggunakan sistem AC. Inverter dapatberupa inverter tiga phasa dan inverter satuphasa disesuaikan dengan kebutuhan beban.

Beban jenisnya macam-macam baik itu berupabarang elektronik maupun penerangan.Kebanyakan pada beban sistem sel surya lebihsuka menyediakan sistem atau unit lengkapdari pada mematok sub sistem tersendiri.

Gambar 2. Proses terjadinya fotovoltaik (selsurya)

Sumber : Sulasno, 1993Collector (kolektor) sel surya

3). Sistem Sambungan Sel Surya

Pada umumnya satu unit sel surya hanyamampu menghasilkan daya kecil. Daya yang diperbesar dapat di hasilkan dengan caramenghubung-hubungkan beberapa sel suryasecara seri dan pararel. Susunan dari beberapasel surya disebut modul dan beberapa modulmenghasilkan array. Modul-modul dihubungkanseri dan parallel untuk mendapatkankarakteristik solar array yang diperlukan.

Dengan tanpa adanya bagian yang bergerak,maka modul dapat menghasilkan daya lebih dari15 tahun. Dipasaran tersedia modul daribeberapa type semikonduktor (silicon) yaitu :a.Monokristal

Sel surya ini terbuat secara murni dari siliconyang mempunyai efisiensi yang paling tinggidari type-type lainya, yakni ± 10-17%. Padaumumnya sel ini berbentuk bulat.

b.PolikristalSel ini terbuat dari silikon tidak murni. Untukmembuat sel ini terbentuk mono Kristal, masihdiperlukan proses lagi yang membutuhkanbanyak biaya. Efesiensi dari sel polokristal iniberkisar antara 8-12 %. Sel ini biasanyabernentuk kotak-kotak.

c.AmorphousJenis ini dibuat dari logam yang dilapisi olehlapisan tipis (beberapa astronom) silicon.Efisensi sel ini hanya mencapai 4-6 %pembuatan sel amorphous ditempuh dengantujuan menurunkan biaya produksi. Selainefisensinya yang rendah, juga terdapat sifatdegradation yang memperburuk sel ini.

Untuk sistem fotovoltaik yang berkapasitasbesar harus disusun seri beberapa array. Letakmasing-masing array harus diberi jarak dengantidak saling terjadi timbul bayangan. Penem-patan array diletakan diatas ring (penyangga)modul dengan ketinggian 1-2 meter diataspermukaan tanah hal ini bertujuan untuk:a.Tidak tejadinya bayangan diatas modul sel

surya yang ditimbulkan oleh rumput atautanaman perdu.

b.Menghindari bahaya banjir.c.Mempermudah dalam membersihkan gelas

atau kaca modul sel surya.

65Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Page 8: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

4). Hubungan Seri dan Pararel Pada ModulSel Surya

Sel surya dapat dihubungkan seri danpararel. Seperti diperlihatkan pada gambar 3,bila beberapa sel dihubungkan dalam seri,jumlah tegangan dari rakitan akan merupakanjumlah tegangan dari masing-masing sel arusoutput akan sama dengan sebuah sel tunggal.Bila sel-sel dihubungkan dalam pararel sepertiyang diperlihatkan pada gambar 4, jumlaharusnya adalah jumlah arus dari masing-masingsel, tetapi tegangannya akan sama dengansebuah sel tunggal

Hubung Seri

E total = E1+ E

2 + E

3

I total = I1 = I

2 = I

3

E total = E1= E

2 = E

3

I total = I1 + I

2 + I

3

Gambar 3. Hubung Seri Sel SuryaSumber : Kadir A, 1995

Gambar 4. Hubung pararell sel surya Sumber : Kadir A, 1995

Dalam kebanyakan aplikasi sel-seldihubungkan dalam seri dan dalam pararelkedua-duanya ditunjukan pada gambar 5. Disinijumlah himpunan sel dalam seri akanmenentukan tegangan dan jumlah sel dalampararel dalam suatu himpunan akan menentukanarus yang diberikan pada beban.

5). Baterai Charger Regulator (BCR)

Baterai Charger Regulator adalah kom-ponen yang paling rumit dan sensitif. Meya-kinkan pengoperasian sistem photovoltaic selalustabil. Pengatur beban yang berlebihan dapatmengakibatkan kegagalan pemakaian danmengakibatkan biaya pemeliharaan yang tinggiyang mencakup penggantian baterai. Suatuparameter penting untuk mempertimbangkanadalah persentase efisiensi pengaturan beban.

Ada beberapa jenis pengaturan beban yangberbeda yaitu tombol yang paling sederhana on/off, dengan pengaturan baterai tegangan konstanatau arus tetap yang paling sering digunakandalam pengaturan Photovoltaic. MPPT (Per-kerjaan mengikuti jalan Titik Tenaga Maksi-mum) yang paling rumit. Pengaturan bebanMPPT terjadi lebih mahal dan disesuaikandengan sistem besaran yang lebih baik, dimanainvestasi dalam yang diatur meliputi semuaperalatan elektronika untuk perlindunganbaterei, seperti perlindungan terhadap keru-sakan fungsi. Pengaturan beban adalahcharacterised oleh dua ambang pintu voltaseberbeda, baterei dan voltase modul, dimanabaterei dibebankan. Pada voltase lebih tinggi,pada umumnya 12 V sampai 12.4 V, tombolpengatur beban kepada baterei pada voltaselebih rendah, secara khas 11.5 V pada tombolpengatur beban.

Gambar 5. Hubungan seri pararel sel suryauntuk memberikan setiap batasukur dengan tegangan dan arus.

Sumber : Kadir A,1995

66 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 9: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Energi matahari memproduksi sepanjanghari, yang dikonsumsi oleh beban dan disimpanoleh baterei. Energi yang disimpan dapatdigunakan pada malam hari atau sepanjang haridengan kondisi cuaca tidak baik. Batereididalam sistem photovoltaic sering dicas olehkarena itu, baterai harus sesuai dengan kebu-tuhan (lebih kuat) dibanding baterei yang lain.

Ada banyak baterei matahari yang tersediadipasaran, yang paling sering menggunakan Pbklasik, baterei asam diproduksi terutama untuksistem photovoltaic dimana baterei magnetik,seperti Nicd atau Nimh jarang digunakan,kecuali jika alat jinjing. Hermetical Batereiterdiri dari asam aki, baterei tidak memerlukanpemeliharaan. Seumur hidup Baterei Sistemmatahari khas bertahan hingga 3 sampai 5 tahun,tergantung dengan berat pada charging /discharging siklus, temperatur dan lainparameter.

6). Acumulator (ACCU)

Accu (baterai) merupakan sumber teganganDC dimana accu mulator (baterai) adalah salahsatu komponen yang mampu merubah energikimia yang terdapat dalam bahan aktifnya secaralangsung menjadi energi listrik dengan jalanreaksi elektrton kimia redok (Reduoksidasi).

Baterai mempunyai dua elektroda yaituelektroda negatif dan elektroda positif.Elektroda negative adalah komponen yangmampu memberikan electron pada dioksidasiselama proses reaksi. Sedangkan elektrodapositif adalah komponen yang mampu menerima

Gambar 6. Rangkaian Charger regulatorElektronik

Sumber : M. Gratzel, 2001

elaktron pemindahan elektron-elektron terjadipada rangkaian luar. Aliran elektron ini dapatdiperoleh dengan jalan menghubungkan keduaterminal negatif dan positif melalui suatu beban.Cairan elektrolit dalam accu (baterai) tersebutbertindak sebagai pelengkap rangkaian yaitusebagai tempat mengalirnya electron-elektronyang disebut dengan media “ionic”.

Baterai adalah peralatan listrik yang meng-ubah tenaga kimia yang terkandung dalam bahanaktifnya secara langsung menjadi tenaga listrik,batterai hanya digunakan bila sistem memer-lukan penyimpanan energi.

Baterai harus menyediakan daya kepadabeban diwaktu tidak ada cahaya matahari danharus pula meratakan perubahan-perubahanpada beban apa yang harus dilakukan oleh solarpanel adalah untuk memenuhi persyaratanbeban rata-rata sehari. Tentunya semua energiini dibangkitkan pada siang hari, baterai akanmenyimpan energi dan menyediakannya untukbeban bila diperlukan. Banyak tipe bateray yangberbeda-beda biasa didapatkan yang masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan.Baterai biasanya diklasifikasikan kedalam duatipe umum yaitu baterai primer dan sekunderbaterai primer tidak dapat diisi lagi muatanya.Baterai sekunder adalah suatu baterai yangmuatanya dapat diisi berulang kali

Baterai dikelompokan menjadi dua jenisyaitu accu (baterai) mulator primer dan Bateraisekunder. Baterai primer adalah Baterai yangsangat sulit diisi kembali secara listrik karenakosong setelah digunakan. Baterai yang palingumum digunakan adalah bateray jenis sekunder.

7). Mekanik

a.Sistem Transmisi

Sistem transmisi, dalam otomotif, adalahsistem yang berfungsi untuk konversi torsidan kecepatan (putaran) dari mesin menjaditorsi dan kecepatan yang berbeda-bedauntuk diteruskan ke penggerak akhir.Konversi ini mengubah kecepatan putaryang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebihbertenaga, atau sebaliknya.

67Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Page 10: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Torsi tertinggi suatu mesin umumnyaterjadi pada sekitar pertengahan dari batasputaran mesin yang diijinkan, sedangkankendaraan memerlukan torsi tertinggi padasaat mulai bergerak. Selain itu, kendaraanyang berjalan pada jalan yang mendakimemerlukan torsi yang lebih tinggi diban-dingkan mobil yang berjalan pada jalan yangmendatar. Kendaraan yang berjalan dengankecepatan rendah memerlukan torsi yanglebih tinggi dibandingkan kecepatan tinggi.Dengan kondisi operasi yang berbeda-bedatersebut maka diperlukan sistem transmisiagar kebutuhan tenaga dapat dipenuhi olehmesin.

Transmisi diperlukan karena mesin pem-bakaran yang umumnya digunakan dalammobil merupakan mesin pembakaran inter-nal yang menghasilkan putaran (rotasi)antara 600 sampai 6000 rpm. Sedangkan,roda berputar pada kecepatan rotasi antara0 sampai 2500 rpm.

Sekarang ini, terdapat dua sistem trans-misi yang umum, yaitu transmisi manual dantransmisi otomatis. Terdapat juga sistem-sistem transmisi yang merupakan gabunganantara kedua sistem tersebut, namun inimerupakan perkem-bangan terakhir yangbaru dapat ditemukan pada mobil-mobilberteknologi tinggi dan merek-merektertentu saja.

b.Pengertian Transmisi ManualTransmisi manual adalah sistem transmisi

otomotif yang memerlukan pengemudi sen-diri untuk menekan/menarik seperti padasepeda motor atau menginjak koplingseperti pada mobil dan menukar gigipercepatan secara manual. Gigi percepatandirangkai di dalam kotak gigi/gerbox untukbeberapa kecepatan, biasanya berkisarantara 3 gigi percepatan maju sampaidengan 6 gigi percepatan maju ditambahdengan 1 gigi mundur (R). Gigi percepatanyang digunakan tergantung kepada kece-patan kendaraan pada kecepatan rendahatau menanjak digunakan gigi percepatan 1dan seterusnya kalau kecepatan semakin

tinggi, demikian pula sebaliknya kalaumengurangi kecepatan gigi percepatanditurunkan, pengereman dapat dibantudengan penurunan gigi percepatan.

c.Transmisi OtomatisTransmisi Otomatis atau Automatic Trans-mission atau CVT yang lengkapnya adalahcontinuously variable transmission, meru-pakan salah satu sistem pemindah tenagaotomatis yang banyak digunakan saat ini.Perbedaan dasar CVT dibandingkan denganpemindah tenaga lain, seperti transmisiotomatis konvensional dan manual, PadaCVT tidak lagi digunakan roda-roda gigiuntuk menurunkan atau menaikkan putaranke roda. Sebagai penggantinya, digunakandua puli dan sabuk logam. Karena tidak adalagi roda-roda gigi, maka pada CVT tidakada perbandingan gigi seperti transmisiotomatis konvensional dan manual.Transmisi  disinipun beda halnya dengantransmisi dalam   bidang telekomunikasi.Walaupun pada hakikatnya memilikipemahaman yang sama,yaitu “menyalur-kan”. Jika pada bidang telekomunikasi isti-lah transmisi dapat diartikan ‘menyalurkaninformasi’, sedangkan pada bidang Mekanikatau Otomatif, transmisi dapat diartikan‘menyalurkan gaya’. Istilah AutomaticTransmission (AT) dan ManualTransmission (MT).

d.Roda GigiRoda gigi digunakan untuk mentransmisi-

kan daya besar dan putaran yang tepat. Rodagigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehinggapenerusan daya dilakukan oleh gigi-gigikedua roda yang saling berkait. Roda gigisering digunakan karena dapat meneruskanputaran dan daya yang lebih bervariasi danlebih kompak dari pada menggunakan alattransmisi yang lainnya, selain itu roda gigijuga memiliki beberapa kelebihan jikadibandingkan dengan alat transmisi lainnya,yaitu :Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran

lebih tinggi dan daya yang besar.

68 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 11: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.Kemampuan menerima beban lebih tinggi.Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil.

Kecepatan transmisi roda gigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuranyang kecil dan daya yang besar. Roda gigi harus mempunyai perbandingan kecepatan suduttetap antara dua poros. Di samping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatansudutnya dapat bervariasi. Ada pula roda gigi dengan putaran yang terputus-putus.

3. METODOLOGI1). Bagan Alir Penelitian

Penelitian ini merupakan hal yang baru di NTT dan di Politeknik Negeri Kupang khususnya.Untuk lebih jelas dapat ditunjukan melalui Gambar 7. diagram alir (Fish bone) penelitian.

2). Tahapan PenelitianPenelitian ini dilaksanakan dalam 2 tahun dengan beberapa tahapan, untuk lebih jelas dapat

ditunjukkan pada Gambar 8 dan 9 bagan alir tahapan penelitian.

69Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Page 12: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Penelitian Tahun 1 :

Penelitian Tahun II

70 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 13: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

3). Tahapan, Indikator Capaian dan LuaranPenelitian

4. HASIL DAN PEMBAHASANKendaraan listrik yang dibuat ini pada tahap

pembuatanya secara umum sama denganpembuatan pada kendaraan lain umumnya yaituterdapat beberapa langkah yang harus diperha-tikan seperti;

1). Perancangan rangka kendaraanPerancangan Rangka Kendaraan

a.Perancangan Kendaraan Motor Listrik(Kendaraan) dengan tenaga listrik DC(direct current) dan sistem transmisi geermekanik. Dengan hasil sementara adalahsebagai berikut. Pada tahap ini dirancangrangka kendaraan yang sesuai dengankeperluan untuk dua penumpang denganbeban antara 300 – 500 Kg, pada tahap

ini rancangan kendaraan dapat dilihatpada gambar 10 di bawah ini.

Pada gambar 1 kendaraan ini diberinama BiAwak PNK NTT maksudnyaadalah kendaraan listrik dengan 2 (dua =Bi) orang awak (penumpang) dariPoliteknik Negeri Kupang (PNK) karenaini baru pertama kali dilakukan penelitiandan pembuatanya di Kupang – NusaTenggara Timur (NTT). Dengan arti yanglain yaitu melestarikan nama hewan yangtergolong langka yaitu biawak yangmerupakan binatang asli dari NTT selainkomodo yang harus dilestarikan karenadiprediksi sudah hampir punah.

b. Pembuatan ChasisKendaraan listrik ini direncanakan

memiliki panjang ± 280 cm dan lebar 210cm, panjang dan lebar kendaraan BiAwakini didapat berdasarkan panjang dari 2buah panel solar cell 100 wp yang direnca-nakan tersusun 2 dibagian depan dan 3dibagian atas yang berwungsi sebagai atapjadi jumlah panel cell surya yang diguna-kan 5 buah (500 wp), sedangkan lebar jugadiperoleh dari lebar panel cell surya 100wp ± 670 cm, sehingga bila disusun tigabuah diperoleh lebar 210 cm.

Tinggi kendaraan listrik direncana-kan ± 163 cm dari permukaan tanahdengan perincian sebagai berikut; tinggitempat duduk dari rangka kendaraan(chasis) 40 cm dan dari tempat duduk ke

71Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Gambar 10. Gambar BiAwak PNK NTT

Page 14: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

atap kendaraan 90 cm sedangkan jarakantara chasis dengan permukaan tanahtergantung dari poros roda dan jari-jariroda yang diperkirakan ± 33 cm.

c.Sistem Suspensi BelakangSistem suspensi terdiri dari 2 komponen

utama yaitu pegas (spring) dan  shockabsorber, sementara komponen lainnyayaitu suspension arm, ball joint, bushingkaret, strut bar, stabilizer bar, bumper danlain sebagainya. Setiap mobil mungkinberbeda-beda, tetapi pasti ada komponenutamanya yaitu pegas dan shock absorber.

Fungsi pegas pada sistem suspensi ada-lah untuk menyerap kejutan dari permu-kaan jalan dan getaran roda-roda agartidak diteruskan ke body kendaraan.Sedangkan fungsi  shock absorber  adalahmeredam oskilasi naik turun yangdiakibatkan oleh pegas. Jika suspensitanpa shock absorber dan hanya menggu-nakan pegas saja maka kendaraan akanmentul-mentul dan tidak nyaman untuk dikendarai. 

Salah satu fungsi sistem suspensi adalahmencegah oskilasi bodi terjadi pada ken-daraan tersebut, ada beberapa macamoskilasi bodi kendaraan yaitu : Pitching,Rolling, Bouncing dan Yawing.

Terdapat dua macam sistem suspensi,yaitu sistem suspensi rigid (dependent)dan sistem suspensi independent. Sistemsuspensi rigid banyak digunakan padamobil-mobil angkutan (niaga) sepertitruck, bus, colt, dan lain sebagainya.Sedangkan sistem suspensi independentbanyak digunakan pada kendaraanpenumpang, sebagai contoh adalah sedan.Hal ini dikarenakan suspensi independentmemiliki tingkat kenyamanan yang lebihbaik dari pada suspensi rigid

Suspensi bagian belakang direncanakanmenggunakan per daun dari jeniskendaraan pickup seperti gambar 11. Agarper tersebut dapat berfungsi sebagaimanasuatu sistem suspensi per daun konven-sional seperti di perlihatkan pada gambar

12, maka pada chasis diperlukan dudukanper berupa kait statis dan kait dinamisyang padanya terdapat anting agar perdapat bergerak dinamis.

Gambar 11. Per daun

Gambar 12. Konstruksi Dasar SuspensiKonvehsional (per daun)

Dari gambar 12 juga terlihat diperlu-kannya baut “U” untuk mengikat porosrumah as roda dengan per poros tengahper daun, agar per dapat berfungsi denganbaik diperlukan juga busch untuk penahanbaut pada kait statik maupun kait dinamiksehingga per berfungsi saat tejadiguncangan.

Gambar 13. Pemasangan Kait statis pada chasis

72 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 15: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Hasil pemasangan kait statik maupunkait dinamik dapat dilihat pada gambar 13,maka langkah selanjutnya melakukanpemasangan rangka chasis yang telah jadipada gardan (gardan bekas dari mobilavanza) untuk mengikatnya menggunakanbaut “U” serta membuat dudukan gardanagar terikat sempurna pada rangka chasis.Fungsi utama gardan adalah membedakanputaran roda kiri dan kanan pada saatmobil sedang membelok. Hal itu dimak-sudkan agar mobil dapat membelokdengan baik tanpa membuat kedua banmenjadi slip atau tergelincir. Pada saatmobil berjalan lurus keadaan kedua banroda kiri dan kanan sama-sama dalamkecepatan putaran yang sama, pada saatmobil sedang membelok beban yangditanggung pada roda bagian dalam ada-lah lebih besar dari pada beban yangditanggung roda bagian luar. Misalkansebuah mobil sedang belok ke kiri, makabeban pada roda kiri akan lebih besar daripada beban roda kanan Gaya perlawanandari side gear kiri ini akan membuatpinion gear menjadi berputar mengitariside gear kiri. Dengan berputarnyapininon gear, maka side gear kanan akandiputar oleh pinion gear. Sehingga sidegear kanan akan berputar lebih cepat dariside gear kiri.  Gerakan side gear ini akanditeruskan ke as roda kemudian ke roda.Untuk roda kanan akan berputar lebihcepat dari pada roda kiri karena  side gearkanan berputar lebih cepat.

d.Suspensi Roda DepanSuspensi roda bagian depan menggunakansistem lengan ayun (swing arm) sepertipada kendaraan roda dua Gambar 15,dengan menggunakan shock absorbermotor.

Gambar 14. Rangka chasis yang terpasang padagardan

Gambar 15. Lengan Ayun (swing arm)

Dari gambar perencanaan (gambar 1),suspensi roda depan dengan sisitemlengan ayun (swing arm), berikut adalahgambar hasil yang telah dicapai berda-sarkan perencanaan tersebut, denganmenggunakan sebuah garpu belakangmotor yang dipotong menjadi 2 bagiansehingga satu bagian untuk sisi kiri danyang lain untuk sisi kanan agar mem-punyai gerakan mekanis yang sama makaporos hasil pemotongan di sambungdengan besi profil.

Gambar 16. Lengan Ayun MotorPemasangan Suspensi Depan

73Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik

Page 16: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Roda depan kendaraan direncanakanmenggunakan roda depan motor jenisyamaha metic dengan ukuran roda 17 x25 mm dan poros tunggal yang terhubungdengan sistem mekanik stir dari ken-daraan. Pembuatan mekanisme rodadepan dan stir diawali dengan mendesain,mengukur, memotong, mengelas bahanberupa besi frofil “L” yang digabung lassehingga membentuk profil “U” denganmenambahkan bosc dan baut nomor 19.

Salah satu  komponen sistem sus-pensi  adalah stabilizer bar, walaupun tidaksemua kendaraan atau mobil memilikistabilizer bar. Stabilizer Bar mempunyaifungsi untuk mengurangi kemiringanmobil yang disebabkan oleh gaya sentri-fugal ketika mobil membelok.

2). Jenis motor penggerak dan daya motor

Motor yang digunakan jenis dc yaituBLDC motor dengan daya 750 watt dengantegangan 48 volt sehingga diperlukan 4 buahaccu 12 volt yang terhubung secara seri.

Gambar 17. Motor BLDC 750w 48v

3). Kemudi atau Stir (steering)Pada kendaraan sistem kemudi (steering

system) berfungsi untuk mengatur arah darikendaraan, dengan cara membelokkan rodadepan. Ada juga beberapa kendaraan yangmembelokkan dengan roda belakang seperticarlift. Tetapi pada umumnya untuk kenda-raan jenis penumpang adalah dengan mem-belokkan roda depan.  Sistem kemudi dibe-dakan menjadi dua yaitu :

a)Sistem kemudi secara manualb)Sistem kemudi daya (power steering).

Pada penelitian ini sistem kemudi yangdigunakan masih menggunakan sistemkemudi secara manual seperti terlihat padagambar 18.

Gambar 18. Sistem Kemudi Manual

5). Tempat Duduk (Jok)

Jok  adalah tempat duduk bantalan yangberfungsi menopang  tubuh  dan peredamguncangan. Umumnya istilah Jok digunakanpada tempat duduk kendaraan bermotor.Istilah jok dalam  bahasa Indonesia  jugadapat diartikan kursi rumah yang terbuatdari  busa. jok berbahan busa adalah modelyang sering dipakai karena busa termasukbantal peredam terbaik.

6). Spesifikasi Kendaraan

Spesifikasi Dinamo ;Jenis Dinamo: BLCDDaya : 750 watt

74 Jurnal Ilmiah FLASH Volume 2 Nomor 2 Desember 2016

Page 17: RANCANG BANGUN KENDARAAN LISTRIK · 2020. 1. 18. · Untuk mencapai tujuan penelitian, dilakukan penelitian secara bertahap selama 2 (dua) tahun dengan rincian sebagai berikut : Tahun

Tegangan : 48 voltArus : 15 – 16 AmpereTorsi : 480 NmController : 1.000 watt

Spesifikasi Kendaraan ;Accu : 4 x 12 volt-50 Ah GSTipe Rangka : Underbone ( Segi

Empat)Suspensi Depan : Swing ArmSuspensi Belakang : Per daunKemudi : ManualRadius Putaran : 32O

Roda Depan : 25 – 17 (spedamotor) mengguna-kan ruji

Roda Belakang : 5.60 – 30 (rongsok)Mekanik geer : Gardan Avanza

(rongsokan)Jarak Sumbu roda : 200 cmGround Clearence : 23 cm

KESIMPULAN DAN SARAN5.1. Kesimpulan

Kegiatan penelitian tahun I (pertama) sudahdilakukan dengan pencapaian 100%, mulaiperancangan sampai dengan tahap pembuatanrangka utama khususnya bagian belakangkendaraan, tempat duduk, rem, stir, kontrolmotor, dengan melakukan perakitan semuakomponen pelengkap seperti pembuatansuspensi roda depan, perakitan motor dankontronya Serta pengujian jalan kendaraan dilaboratorium mekanik Teknik Elektro PNK.

Dari kegiatan penelitian dan diskusi dengananggota kolompok disepakati memberi nama

“Bi-Awak NTT” dengan tujuan melestarikannama binatang yang hampir punah di NTT yaituBiawak, selain itu juga mempunyai artiKendaraan yang dapat di muati oleh 2 orang (bi= 2; awak = badan/anggota) serta akan dilakukanbeberapa modifikasi terhadap rancangansebagai langkah efisiensi waktu dan dana yangdigunakan.

5.2.Saran

1). Masih banyak terdapat kekurangan yangakan disempurnakan yaitu jangkauan stiryang relatif lebar.

2). Poros dinamo dan gardan yang belum 100%lurus.

3). Rem yang belum berfungsi sempurna.

DAFTAR PUSTAKA

Arikunto Suharsimi, Prof., 2002, ProsedurPenelitian (Suatu Pendekatan Praktek),Rineka Cipta, Jakarta.

Beiser A., 1981, Perpectives of Modern Physics,Mc Graw Hill, New York.

Cheremisinoff P. N. and Regino T. C., Principlesand Aplication of Solar Energy, Ann ArborScience Publishers, Inc. Michigan.

Culp A. W. Jr., 1985, Prinsip-prinsip KonversiEnergi, Erlangga, Jakarta.

Dixon A. E. and Lestie J. D., 1978, Solar EnergyConversion, Permagon Press, New York.

Ellis R. and Guilick D., 1994, Calculus AnalyticGeometry , Harcourt Brace CollegePublisher, New York.

Krane K., 1992, Fisika Modern, PenerbitUniversitas Indonesia, Jakarta.

Gambar 19. Kendaraan Listrik “Bi-Awak NTT”

75Syarif1, Ali2, Sumule3, Rancang Bangun Kendaraan Listrik