ELECTRIC MOTORCYCLE USED VIBRATION AS ALTERNATIVE ENERGY

BAB I

PENDAHULUAN

           

1.1       Latar Belakang

Indonesia sesungguhnya memiliki potensi sumber energi terbarukan dalam jumlah skala yang besar. Khususnya di propinsi Riau memiliki potensi pengembangan teknologi yang berbasiskan tenaga surya.

Efek buruk CO₂ terhadap pemanasan global menjadi masalah terbesar bagi semua kalangan. Oleh karena itu, pengembangan dan implementasi bahan bakar terbarukan yang ramah lingkungan perlu mendapat perhatian yang serius dari berbagai pihak.

Panel Surya adalah salah satu jenis pembangkit tenaga listrik yang dapat kita manfaatkan dan terapkan pada kendaraan bermotor sebagai bahan bakar. Selain menjadi alternatif dalam rangka mengurangi emisi gas untuk mengurangi pencemaran udara juga dapat sebagai sumber energi terbarukan yang berkelanjutan. Selain itu, khususnya kota Pekanbaru memiliki intensitas matahari yang sangat melimpah. Betapa sangat meruginya kita bila sama sekali tidak dapat dimanfaatkan sebagai energi terbarukan yang berkelanjutan.

  Pada saat ini, banyak dari berbagai kalangan melakukan penelitian tentang getaran yang dapat digunakan sebagai energi terbarukan. Salah satunya dapat menggunakan piezoelektrik sebagai alat untuk mengkonversikan getaran menjadi energi listrik.

Sekarang ada solusi sepeda motor listrik yang mulai dikembangkan. Sepeda motor listrik ini  menggunakan panel surya dan piezoelektrik  sebagai energi penggerak motor listrik sehingga tidak mengeluarkan polusi sama sekali. Dengan menggunakan motor listrik berdaya 4 HP Sepeda motor listrik pun sudah bisa berjalan dengan kecepatan hingga 45 km/jam sehingga untuk kendaraan di dalam kota sudah sangat cukup. Sebab dengan kecepetan 45 km/jam, kita tidak perlu lagi membutuhkan jalur khusus untuk sepeda motor listrik..

I.2        Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan dari rancangan pembuatan sepeda motor listrik adalah sebagai berikut 

1.      Dapat mengetahui prinsip dan cara kerja motor listrik

2.      Mendukung program Green Peace dan penghematan bahan bakar fosil

3.      Mengurangi dampak pencemaran atau polusi udara yang berpengaruh besar terhadap global warming

1.3       Perumusan Masalah

1.      Bagaimana merangkai kerangka / frame sepeda motor , baterai , motor listrik, dcx exited , solar kontroler dan komponen lainnya.

2.      Banyak penggunaan sepedamotor listrik modern yang tampil dengan menggunakan berbagai macam energi alternative. Oleh karena itu, kami sabagai penulis merancang tampilan sepeda motor listrik modern yang diharapkan lebih bermutu dan diminati banyak kalangan.

1.4       Batasan Masalah

Mengingat begitu luasnya masalah yang menyangkut pembuatan sepedamotor listrik yang meliputi sisitem kerangka, system rem, system gerigi , system penggerak, system pengukur kecepatan dan system kelistrikan , maka ruang lingkup perlu dibatasi.

Batasan dalam proyek ini adalah:

1.      Hanya masalah motor listrik

2.      System kelistrikan alat yang digunakan

3.      System getaran

1.5       Metode Pengumpulan Data

Paper yang berjudul “Sepeda Motor Listrik menggunakan Energi Alternatif”  ini disusun secara bertahap untuk memudahkan dalam pembuatan alat maupun penyusunan laporan .

Adapun tahap- tahapannnya dapat dijabarkan sebagai berikut:

1.      Metode Pustaka

Yaitu dengan  mencari Literatur yang ada hubungannya dengan desain sepeda motor listrik

2.      Metode Perancangan sistem

Yaitu dengan mencoba membuat desain rangkaian yang akan dibuat

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Tinjauan Umum

            Listrik adalah suatu energi yang dibangkitkan oleh pembangkit listrik (baik generator dan dynamo yang berputar).

2.2       Accumulator ( baterai )

            Baterai adalah suatu kimia listrik dimana energi listrik dapat diubah menjadi energi kimia yang kemudian diubah kembali menjadi energi listrik bila diperlukan. Bila energi listrik diubah kembali menjadi energi kimia berarti baterai sedang diisi (charge), dan jika diubah menjadi energi kimia menjadi energi listrik maka baterai sedang mengeluarkan isi ( discharge ).

2.3       Motor Listrik

            Motor listrik adalah sebuah perangkat elektromagnetis dynamo listrik menjadi dynamo mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk memutar impeller pompa, fan atau blower , menggerakan compressor .

Mekanisme untuk seluruh perkerjaan motor listrik pada umumnya sama.

·         Arus listrik dalam medan magnet pada umumnya akan memberikan gaya

·         Jika kawat yang membawa arus dibengkokan menjadi sebuah lingkaran pasangan gaya menghasilkan tenaga putar  untuk memutar kumparan

·         Motor –motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik  yang disebut kumparan medan / loop , maka kedua sisi loop , yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya dari arah yang berlawanan.

Dalam memahami sebuah motor penting dengan memahami dengan apa yang dimaksud dengan beban motor . beban motor pada umumnya dikatergorikan menjadi 3 kelompok :

1.      Beban Tourque konstan

Beban dimana diminta keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun Torque  nya tidak bervariasi.contohnya conveyors dan rotary kilns

2.      Beban dengan Dinamo Torque

Beban  dengan Torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contohnya pompa sentrifugal dan fan

3.      Beban dengan Dinamo Konstan

Beban dengan permintaan Torque berubah  dan berbanding terbalik dengan kecepatan . Contohnya adalah peralatan –peralatan Mesin

2.4       Panel Surya

            Fotovoltaik / PhotoVoltaic adalah metode menghasilkan tenaga listrik dengan mengkonversi radiasi matahari menjadi arus searah listrik menggunakan semikonduktor yang menunjukkan efek fotovoltaik . Pembangkit listrik fotovoltaik menggunakan panel surya terdiri dari sejumlah sel surya yang mengandung bahan fotovoltaik. Bahan saat ini digunakan unutk fotovoltaik termasuk silicon monocrystaliine, silicon polikristalin, silicon amorf, telluride cadmium dan tembaga indium selenide.

            Sel surya menghasilkan listrik arus searah dari cahaya matahari, yang dapat digunakan untuk peralatan listrik atau untuk mengisi ulang baterai . Aplikasi praktis pertama dari photovoltaics adalah satelit yang mengorbit kekuasaan dan lain pesawat ruang angkasa , tapi hari ini sebagian besar modul fotovoltaik digunakan untuk pembangkit jaringan listrik terhubung.

            Kapasitas daya fotovoltaik diukur sebagai output daya maksimum dalam kondisi tes standar  (STC ) di WattPeak . Output daya yang sebenarnya pada titik tertentu dalam waktu mungkin kurang dari atau lebih besar dari standar ini atau dinilai tergantung pada likasi geogratfis, waktu, kondisi cuaca dan factor lainnya

           

2.5       PiezoElektrik

Piezo Elektrik adalah suatu kemampuan yang dimiliki sebagian kristal maupun bahan-bahan tertentu lainnya yang dapat menghasilkan suatu arus listrik jika mendapatkan perlakuan tekanan.  Efek PiezoElektrik terjadi jika medan listrik terbentuk ketika material dikenai tekanan mekanik. Pada saat medan listrik mengenai material , molekul akan terpolarisasi akan menyesuaikan dengan tekanan medan listrik . penyesuaian molekul  akan mengakibatkan material  berubah dimensi . Fenomena tersebut dikenal dengan  electrostriction.

BAB III

Metode Penulisan

Penulisan karya ilmiah yang bertema merancang sepeda motor listrik menggunakan solar sel dan piezoelektrik ini disusun berdasarkan telaah pustaka dari literatur-literatur yang sesuai dengan topik penulisan. Literatur-literatur yang digunakan merupakan literature-literatur yang bersifat primer (jurnal) dan sekunder (text book, internet). Berdasarkan penulusuran literatur ini kemudian diperoleh data yang bersifat primer dan sekunder.

Subyek penelitian adalah semua kalangan masyarakat baik kelas menengah ke bawah maupun ke atas. Penerapan sepeda motor listrik diharapkan dapat menjadi salah satu alternative untuk mengurangi pemakaian kendaraan bermotor yang mencemari udara dan penghematan energi biomassa. Selain dapat penggunaan energi

            Tulisan ini juga menggunakan metode kualitatif dengan menampilkan data deskriptif berupa kata-kata yang bersifat rasional. Prosedur pemecahan masalah dilakukan berdasarkan pada permasalahan yang terdapat di dalam masyarakat. Permasalahan yang menjadi dasar dalam penulisan karya ilmiah ini adalah peggunaan energi matahari dan getaran sebagai tenaga penggerak motor listrik yang lebih effisien dan ramah lingkungan dalam rangka penghematan energi dan mengurangi dampak pencemarah udara.

            Usaha pemecahan masalah dilakukan dengan cara mempelajari teori-teori yang berhubungan dengan pokok permasalahan. Melalui telaah pustaka kemudian setelah itu dijabarkan dalam bentuk karya tulis ilmiah  yang merupakan pemikiran kritis mahasiswa berdasarkan pandangan terhadap situasi dan kondisi yang berkembang saat ini sehingga diperoleh kesimpulan tentang pemecahan masalah yang terjadi secara keseluruhan yang pada akhirnya diharapkan dapat memberikan kontribusi bagi kesejahteraan masyarakat dan lingkungan 

BAB IV

Pembahasan

           

4.1       Motor Listrik

            Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

            Spesifikasi motor listrik yang akan digunakan :

·         Power              = 4 HP 24 Volt DC

·         Putaran            = 8000 rpm

·         Arus                = 45 Amperes No Load

·         Arus                = 140 Amperes Full Load

·         Diameter         = 7.75’’ atau 19.6 cm

·         ¾ ” diameter x 1 ¾ ” with keyway

Prinsip kerja motor listrik :

Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.

4.2       MPPT (MAXIMUM POWER POINT TRACKING)

            MPPT adalahv sebuah Maximum Power Point Tracking atau sering disingkat dengan MPPT merupakan sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel photovoltaic (PV) sehingga panel photovoltaic bisa menghasilkan power maksimum. Perlu diperhatikan, MPPT bukanlah sebuah sistem tracking mekanik yang digunakan untuk mengubah posisi modul terhadap posisi matahari sehingga mendapatkan energi maksimum matahari. MPPT benar-benar sebuah sistem elektronik yang bisa menelusuri titik power maksimum power yang bisa dikeluarkan oleh sebuah panel PV. Sebuah sistem MPPT  merupakan sebuah DC/DC converter dengan sebuah controller. Sebuah DC/DC conveter digunakan pada sistem MPPT

PV Controller menghindari overdischarging dengan:

1. Mengaktifkan indikator ataupun buzzer untuk menyatakan tegangan baterai yang rendah
2. Mendiskonek beban pada nilai tegangan baterai tertentu

PhotoVoltaic kontroler secara konstan mengawasi tegangan baterai. Ketika baterai sudah terisi penuh, pengontrol akan berhenti atau mengurangi jumlah arus yang mengalir dari solar cells ke dalam baterai. Ketika baterai sudah habis sampai tingkat terendah, PhotoVoltaic controller akan mematikan arus yang mengalir dari baterai ke beban (alat listrik).

PhotoVoltaic kontroler tersedia dalam berbagai ukuran, dari beberapa ampere sampai dengan 80amps. Untuk arus yang tinggi, dua atau lebih pengontrol PhotoVoltaic dapat digunakan. Saat menggunakan lebih dari satu PhotoVoltaic controller, diperlukan untuk membagi solar cells dalam beberapa kelompok. Setiap kelompok memiliki PhotoVoltaic controller sendiri dan baterai.

4.2.1    Digital control system dengan menggunakan MPPT digitalcontroller (mikro controller)

 Sistem EPS terdiri atas 3 komponen dasar yaitu Catu daya (solar cell ataupun Batre), Charger sistem untuk batre dan Regulator Converter. Ketiga elemen tadi dapat dibuat menjadi lebih effisien dengan menggunakan sistem digital controller. Umunya orang mengenal sistem ini sebagai MPPT (maximum point power tracking) dengan tujuan utama menghasilkan energy maksismum pada kondisi apapun. Sistem dengan menggunakan MPPT digital controller memungkinkan sistem EPS dapat di atur dan diawasi produksi energy tiap satuan waktunya dengan menggunakan mikrokontroller.

Gambar MPPT solar controller