Studi kelayakan energi matahari Ae angin .
sebagai sumber daya pompa air untuk sistem pengairan di kawasan Aceh Besar (Visibility study of hybrid solar-wind energy to power up the pump for the irrigation system in the District of Aceh Besa.
Teuku Zulfadli1 .
Andi Mulkan2 Prodi Teknik Mesin.
Universitas Iskandar Muda Jl.
Kampus Unida Ae Surien Banda Aceh 23234 Email : zoel_m04@yahoo.
Abstrak Sistem pengairan atau irigasi yang tidak optimal merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi di beberapa daerah di kawasan Aceh besar, yang sebagian besar wilayahnya merupakan areal pertanian.
Berbagai macam usaha telah dilakukan oleh para petani diantaranya dengan mengalirkan air dari sumur dengan menggunakan pompa listrik.
Keadaan ini membuat para petani harus mengeluarkan biaya tambahan untuk membuat instalasi listrik untuk menggerakkan pompa air dimana diperlukan kabel listrik yang panjang agar pompa dapat teraliri arus listrik.
Untuk mengatasi permasalahan ini maka perlu dilakukan studi kelayakan tentang sistem pengairan yang berbasis sumber energi hybrid.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji kelayakan sumber energi matahari dan sumber energi angin yang dipadukanmenjadi sumber energi hybrid untuk menggerakkan pompa pada sistem pengairan di Desa Blang Krueng Kabupaten Aceh Besar.
Metode pengambilan data penelitian ini dilakukan dengan mengukur intensitas matahari, kecepatan angin dan menganalisis kebutuhan daya yang diperlukan untuk menggerakkan pompa.
Dari hasil analisis intensitas matahari rata-rata terendah dalam tiga bulan adalah 5,33 KWh/m2/hari dengan lama penyinaran selama 10 jam dalam satu hari dengan kapasitas daya yang hasilkan oleh panel surya sebesar 450 Wp.
Untuk kecepatan angin rata-rata selama tiga bulan adalah 2,99 m/s.
Dengan kecepatan ini dan asumsi diameter baling-baling turbin angin 1,5 meter maka energi listrik yang dapat dibangkitkan oleh turbin angin adalah 186,65 Watt.
Kata Kunci: Energi Hibrid.
Energi Surya.
Energi Angin.
Pompa Air.
Sistem Pengairan Abstract Irrigation systems that are not optimal are one of the problems that often occur in several areas in Aceh Besar Many efforts have been carried out by farmers, including by flowing water from wells using electric This situation makes the farmers spend additional costs to make electrical installations to drive water pumps where long electrical cables are needed so that the pump can flow electrically.
To overcome this problem, it is necessary to conduct a feasibility study on a hybrid energy-based.
The purpose of this study is to examine the feasibility of solar energy sources and wind energy sources which are combined into a hybrid energy source to drive pumps in irrigation systems in BlangKrueng Village.
Aceh Besar District.
The data collection was done by measuring solar intensity, wind speed and analysis of power requirements needed to drive water pump.
From results shows that the lowest average solar intensity in three months was found to be 5.
33 KWh / m2 / day with a long exposure time for 10 hours in one day.
The power capacity produced by solar panels was 450 Wp.
For an average wind speed of three months was 2.
99 m / s.
With these speed and assuming the blades diameter 1.
meters, therefore electrical energy generated by wind turbine was 186.
65 Watt Keywords: Hybrid Energy.
Solar Energy.
Wind Energy.
Water Pump.
Irrigation System Pendahuluan Pemanfaatan energi terbarukan sebagai sumber energi untuk masyarakat telah diperkenalkan sejak Salah satunya, biodiesel yang menggunakan kepayang sebagai bahan bakar nabati .
Sampah organik makananpun telah dipelajari untuk menjadi sumber energi dalam bentuk biogas .
Permasalahan mahalnya energi konvensional juga telah mendorong studi potensi energi terbarukan seperti angin, dalam upaya membantu masyarakat petani Jurnal Polimesin.
Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Permasalahan utama dari para petani di Desa Blang Krueng adalah kurangnya pasokan air untuk lahan pertanian.
Hal ini menyebabkan para petani yang menanam tanaman seperti padi, cabai, bayam, kangkung, sawi, tomat, dan tanaman lainya sering mengalami gagal panen .
Bagi para petani yang lahan pertanian berdekatan dengan pemukiman dapat memanfaatkan pompa air bersumber daya listrik (PLN) untuk mengalirkan air ke lahan-lahan pertanian.
Namun bagi petani yang lahan pertanian jauh dari pemukiman harus mengeluarkan dana tambahan untuk memasang instalasi listrik.
Instalasi ini menggunakan kabel yang panjang agar pompa teraliri arus untuk keperluan menyiram tanaman.
Instalasi listrik ini mengeluarkan biaya yang cukup besar dan tidak Oleh karena itu perlu suatu teknologi pembangkit listrik tenaga matahari dan angin .
Ini merupakan salah satu usaha yang dapat mengatasi permasalahan di atas.
Hybrid adalah Penggunaan teknologi hybrid ini akan meningkatkan keandalan pemompaan air dan meningkatkan volume harian dari air yang dipompakan .
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis potensi energi hibrid .
atahari - angi.
Selanjutnya dari hasil analisis potensi hibrid tersebut maka akan dihitung daya output untuk menggerakkan pompa air di areal pertanian.
Manfaat dari penelitian ini diharapkan para petani bisa merasakan sistem pengairan yang lebih baik dengan menggunakan teknologi hibrid.
Studi Literatur Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sangat tergantung dari kondisi alam.
Pada siang hari, ketika cuaca cerah.
PLTS dapat beroperasi maksimum dan pada malam hari PLTS sama sekali tidak beroperasi, tetapi digantikan oleh baterai yang menyimpan energy listrik dari PLTS sepanjang siang hari.
PLTS
memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan listrik DC .
irect curren.
, yang dapat diubah menjadi listrik AC .
lternating curren.
apabila diperlukan.
Oleh karena itu meskipun cuaca mendung, selama masih terdapat cahaya, maka PLTS tetap dapat menghasilkan listrik.
Untuk menghitung ukuran pompa solar .
HE = V x H x A x g / .
,6 x 106 ) .
Dimana :
= Energi Hidrolik ( kWh/ har.
= Volume ( m3 / hari ) Aw =berat jenis air OO 1000 ( kg/m.
= Gravitasi OO 9,82 m/ s2 Energi angin merupakan energi terbarukan yang sangat fleksibel.
Energi angin dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya pemompaan air untuk irigasi, pembangkit listrik, pengering atau pencacah hasil panen, aerasi tambak ikan/udang, pendingin ikan pada perahu-perahu nelayan dan lain-lain.
Selain itu, pemanfaatan energi angin dapat dilakukan di mana-mana, baik di daerah landai maupun dataran tinggi, bahkan dapat di terapkan di laut, berbeda halnya dengan energi air.
Angin didistribusikan secara luas dan melimpah.
Energi angin sebagai kontribusi dalam mengurangi emisi rumah kaca, karena digunakan sebagai bahan energi alternatif pengganti fossil dalam sistem pembangkit energi listrik.
Turbin angin menerima energi kinetik yang dihasilkan oleh angin, dan melalui baling-baling Jurnal Polimesin.
Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 yang terhubung dengan generator, energi angin tersebut dirubah menjadi energi listrik.
Secara menggerakkan kincir angin ada tiga, yaitu kecepatan aliran angin masuk (V.
atau kecepatan aliran angin menuju blade, kecepatan aliran angin saat mengenai (V.
ketikameninggalkan blade (V.
, yaitu : Angin mempunyai tenaga yang sama besarnya dengan energi kinetik dari aliran angin tersebut, yaitu Ptot A m.
KEi A m.
Vi 2
(W )
Dimana :
Ptot = daya total angin (W) = aliran massa angin = kecepatan angin masuk = faktor konversi = 1 Daya angin maksimum yang dapat diekstrak oleh turbin angin dengan luas sapuan rotor A adalah:
AAV 3
Angka 16/27 (=59.
3%) ini disebut batas Betz (Betz limit, diambil dari ilmuwan Jerman Albert Bet.
Angka ini secara teori menunjukkan efisiensi maksimum yang dapat dicapai oleh rotor turbin angin tipe sumbu horisontal.
Pada kenyataannya karena ada rugi-rugi gesekan dan kerugian di ujung sudu, efisiensi aerodinamik dari rotor, rotor ini akan lebih kecil lagi yaitu berkisar pada harga maksimum 0.
saja untuk sudu yang dirancang dengan sangat baik, maka didapatlah persamaan selanjutnya, yaitu:
r AV 3h Dimana: = Efisiensi aerodinamis .
aksimal 45%) Metode Penelitian Di dalam penelitian ini, proses pengambilan menggunakan peralatan Lux Meter.
Posisi peralatan Lux Meter di letakkan pada lapangan terbuka .
real pertania.
dimana radiasi matahari tidak terhalang oleh pepohonan dan awan.
Pengukuran ini dilakukan pada saat cuaca sangat cerah, dan sebaliknya pada saat cuaca mendung maka tidak dilakukan pengambilan data lapangan.
Hal ini bertujuan agar hasil intensitas matahari yang didapat lebih optimal.
Sedangkan untuk data kecepatan angin, pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat ukur Anemometer.
Posisi Anemometer diletakkan 5 meter diatas permukaan Prosedur pengambilan data intensis\tas matahari dan kecepatan angin dimulai dari pukul 00 WIB sampai 18.
00 WIB dengan total pengambilan data adalah 10 jam dalam satu hari.
Lokasi penelitian merupakan areal pertanian Desa Blang Krueng Kabupaten Aceh Besar dengan luas A 0,5Hektar.
Hasil Dan Pembahasan 1 Analisis Potensi Energi Matahari Data intensitas matahari rata-rata pada Bulan April.
Mei dan Juni 2019 dapat dilihat pada tabelAe tabel di bawah.
Tabel 1.
Intensitas Matahari Bulan April 2019 (Rata-Rata Perhar.
Tanggal Lux Rata-Rata W/m KW/m KWh/m /hari Tabel 3.
Intensitas Matahari Bulan Juni 2019 (Rata-Rata Perhar.
Tanggal Lux
Rata-Rata W/m KW/m 01-Jun
03-Jun
05-Jun
07-Jun
09-Jun
11-Jun
13-Jun
KWh/m /hari 01-Apr
15-Jun
03-Apr
17-Jun
05-Apr
19-Jun
07-Apr
21-Jun
09-Apr
23-Jun
11-Apr
25-Jun
13-Apr
27-Jun
29-Jun
RataRata
71759,05
567,27
0,57
5,67
15-Apr
17-Apr
19-Apr
21-Apr
23-Apr
25-Apr
27-Apr
29-Apr
RataRata
75588,95
577,36
0,58
5,77
Gambar 4.
1 dan 4.
2 dibawah memperlihatkan intensitas matahari rata-rata harian dan bulanan selama tiga bulan berturut-turut.
Tabel 2.
Intensitas Matahari Bulan Mei 2019 (Rata-Rata Perhar.
Lux Rata-Rata W/m KW/m 01-May 03-May 05-May 07-May 09-May 11-May 13-May 15-May 17-May 19-May 21-May 23-May 25-May 27-May 29-May RataRata Gambar 2.
Intensitas Matahari Rata-Rata Bulanan 75563,03 596,10 0,60 5,96 Dari data diatas, dapat dilihat bahwa intensitas matahari rata-rata yang tertinggi adalah pada tanggal 17 Mei 2019, yaitu berkisar pada 6,23KWh/m2/hari.
KWh/m /hari Tanggal Jurnal Polimesin.
Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Gambar 1.
Intensitas Matahari Rata-Rata Harian Hal ini disebabkan karena kondisi sinar matahriyang 100% dan tidak terhalang oleh awan serta kondisi temperatur tinggi pada tanggal tersebut tercatat 34 oC.
Dari tabel diatas juga dapat dilihat bahwa intensitas rata-rata pada Bulan April.
Mei dan Juni 2019 berturut-turut adalah 5,77KWh/m2/hari, 5,96 KWh/m2/hari dan 5,67 KWh/m2/hari dengan lama penyinaran selama 10 jam dalam satu hari dan temperatur rata-rata 32,7 oC.
Sedangkan dari penelitian lain yang telah dilakukan menyebutkan bahwa kondisi itensitas matahari untuk Kota Banda Aceh berkisar 1677 KWh/m2/tahun .
23-May 25-May 27-May 29-May Rata-Rata 3,12 32,72 Tabel 6.
Data Kecepatan Angin Rata-Rata Juni 2019 01-Jun Kec.
Angin Rata-Rata .
Temperatur Rata-Rata 2 Analisis Potensi Energi Angin Data kecepatan angin rata-rata pada Bulan April.
Mei dan Juni 2019 dapat dilihat pada tabel Ae tabel di bawah.
03-Jun 05-Jun 07-Jun 09-Jun Tabel 4.
Data Kecepatan Angin Rata-Rata April 2019 11-Jun 13-Jun 15-Jun 17-Jun 19-Jun 21-Jun 23-Jun 25-Jun 27-Jun 29-Jun Rata-Rata 2,91 32,30 01-Apr Kec.
Angin Rata-Rata.
Temperatur Rata-Rata 03-Apr 05-Apr 07-Apr 09-Apr 11-Apr 13-Apr 15-Apr 17-Apr 19-Apr 21-Apr 23-Apr 25-Apr 27-Apr 29-Apr Rata-Rata 2,93 32,68 Tanggal Tanggal Gambar 4.
3 dan 4.
4 dibawah memperlihatkan distribusi kecepatan angin rata-rata harian dan bulanan selama tiga bulan berturut-turut Tabel 5.
Data Kecepatan Angin Rata-Rata Mei 2019 01-May Kec.
Angin Rata-Rata .
Temperatur Rata-Rata 03-May 05-May 07-May 09-May 11-May 13-May 15-May 17-May 19-May 21-May Tanggal Jurnal Polimesin.
Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Gambar 3.
Distribusi Kecepatan Angin Rata-Rata Harian Ucapan Terima Kasih Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Kemenristekdikti atas bantuan dana penelitian melalui Skema Penelitian Dosen Pemula (PDP) Tahun 2019.
DAFTAR PUSTAKA