PKM GT

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

PENGHEMATAN KONSUMSI ENERGI LISTRIK DENGAN PENDINGIN RUANGAN BERBASIS TENAGA PANAS MATAHARI

BIDANG KEGIATAN:PKM-GT

Diusulkan oleh:Muhammad Syaifuddin Ihsan(111910101091 / Angkatan 2011)Irsyadul Abshor (111910101093 / Angkatan 2011)Himawan Try Prananda(121910101088 / Angkatan 2012)

UNIVERSITAS JEMBERJEMBER2014ii

DAFTAR ISILEMBAR PENGESAHANiiDAFTAR ISIiiiRINGKASANivPENDAHULUANLatar Belakang1Tujuan2Manfat2GAGASANKondisi Kekinian2Solusi Yang Pernah Ditawarkan3Kehandalan Gagasan Yang Ditawarkan 3Pihak-pihak Yang Terkait 6Langkah-langkah Strategi Untuk Mengimplementasikan Gagasan7KESIMPULAN 7DAFTAR PUSTAKA8DAFTAR RIWAYAT HIDUP ........................................................................ 9DAFTAR GAMBARGambar 1 . Prinsip Kerja Pendingin Ruangan Tenaga Panas Matahari............. 5

iii

iii

PENGHEMATAN KONSUMSI ENERGI LISTRIK DENGAN PENDINGIN RUANGAN BERBASIS TENAGA PANAS MATAHARI

M. Syaifuddin Ihsan, Irsyadul Abshor, Himawan Try PranandaProgram Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas JemberJl. Kalimantan No. 37 Kampus Tegalboto

RINGKASANKonsumsi energi listrik pada sistem pendingin ruangan konvensional relatif sangat tinggi. Konsumsi energy listrik yang begitu besar menuntut pemakaian daya lisrik yang besar pula. Mengingat energi listrik di Indonesia masih sebagaian besar dihasilkan oleh bahan bakar fosil, yang semakin lama akan dikhawatirkan habis. Maka untuk itu diperlukan sebuah gagasan untuk mengurangi pemakaian energi listrik, karena untuk menghambat laju penggunaan sistem air conditioning tersebut hal yang nyaris mustahil, salah satu cara untuk mengatasi permasalahan tersebut yaitu dengan penggunaan pendingin ruangan yang ramah lingkungan dan mampu menghemat penggunaan energi listrik yaitu pendingin ruangan tenaga panas matahari. Prinsip kerja dari pendingin ruangan tenaga panas matahari ini menggunakan kompresi thermal yang memnfaatkan tenaga panas matahari untuk menyapai titik didih larutan refrigannya yang pada hal ini menggunakan larutan litium Bromide (LiBr), berbeda dengan pendingin ruangan biasanya yana menggunakan kompresi mekanik yang menggunakan input energi listrik sangat besar, pendingin ruangan tenaga panas matahari ini dapat menghemat pengunaan energi listrik. Namun kapasitas pendinginana yang dihasilkan oleh pendingin ruangan tenaga matahari ini lebih besar dibandingkan pendingin ruangan yang biasa digunakan.

iv

PENDAHULUAN1

Latar BelakangPendingin ruangan adalah fasilitas yang pada zaman sekarang hampir di semua gedung-sedung bahkan rumah dapat kita temui, dari hal tersebut dapat kita simpulkan bahwa pemakaian pendingin ruangan pada kehidupan sekarang sangatlah meluas di masyarakat. Kita mengetahui bahwa pemakaian pendingin ruangan ini memerlukan daya listik yang relatif besar sehingga mengakibatkan konsumsi energi listrik yang relatif besar juga, sedangkan kebanyakan energi listrik di Negara kita dihasilkan oleh bahan bakar fosil yang lama-kelamaan dikhawatirkan akan habis. Sehingga dibutuhkan upaya atau gagasan untuk menghemat pengonsumsian energi listrik.Salah satu cara untuk melakukan penghematan dalam hal pengonsumsian energi listrik ini adalah dalam penggunaan pendingin ruangan yang mungkin sekarang telah menjadi kebutuhan untuk masyarakat di Negara kita ini, namun kita ketahui sangat mustakhil untuk mengurangi pengguanaan pendingin ruangan di masyarakat kita. Olaeh sebab itu dibutuhkan satu gagasan untuk mengatasi permasalah tersebut, yaitu dengan penggunaan teknologi pendingin ruanagan yang mampu menghemat energi dan ramah lingkungan, salah satunya dengan penggunaan pendingin ruangan denga tenaga panas matahari. Gagasan ini diharapkan mampu untuk mengurangi konsumsi energi listrik yang relatif besar dengan memanfaatkan panas matahari yang kita ketahui mudah didapat dan jumlahnya tak mungkin habis. Dari hal tersubut gagasan ini merupakan gagasan yang sangat prospek untuk dilakukan guna mengatasi permasalah penghematan akan konsumsi energi listrik di negara kita ini. TujuanBerdasarkan pada uraian latar belakang di atas, tujuan penulisan PKM-GT ini adalah:1. Meningkatkan nilai dan pemanfaatan energi panas matahari sebagai sumber energy alternatif dalam kehidupan sehari-hari.2. Memberikan solusi bagi permasalahan tentang penggunaan pendingin ruangan yang meninsunsi daya listrik yang relatif besar guna menghemat penggunaan energi listrik.2

3. Mengetahui proses dan sistem pendingin ruangan tenaga panas matahari.4. Membandingkan penggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari dengan pendingin ruangan konvesiaonal.Manfaat1. Bagi Perguruan TinggiDapat mengenal pendingin ruangan tenaga panas matahari sebagai teknologi alternatif baru dalam pemanfaatan sumber daya alam untuk penghematan terhadap konsumsi energi listrik2. Bagi MasyarakatMemberikan wawasan baru mengenai teknologi yang ramah lingkungan dan mampu mengehemat pemakaian energy listrik khususnya pada pendingin ruanganGAGASANKondisi terkiniPada era globalisasi ini banyak kita temui bangunan atau gedung-gedung yang besar pada lingkunagan kita. Dan bangunan-bangununan tersebut mayoritas menggunakan pendingin ruangan. kita ketahui pendingin ruangan yang digunakan adalah pendingin ruangan konvensional yang mengonsumsi energi listrik relatif banyak. Dan itupun berdampak pada sumber penghasil energi listrik dinegara kita yang berupa bahan bakar fosil yang dikahawatirkan akan habis. Sehingga hal tersebut dapat mengakibatkan terjadinya krisis energi di negara kita.Namun untuk mengurangi pemakaian pendingin ruangan pada lingkungan kita adalah hal yang sangat mustahil, karena kita ketahui bahawa pemakaian pendingin ruangan di masyarakat negara kita ini sudah menjadi kebutuhan yang harus dimiliki dalam sebuah gedung bahkan sebuah rumah.

Solusi yang Pernah Ditawarkan3

kita ketahui bahwa tindakan penghematan terhadapat konsumsi energi listrik dari segi penggunaan pendingin ruangan sebelumnya dilakuakn dengan cara menggunakan teknologi yang dinilai lebih hemat dari pengunaan pendingin ruangan sebelumnya yaitu dengan memperbesar ukuran evaporator dan kipas yang digunakan dengan tujuan mempercepat proses pendinginan namun ternyata solusi tersebuh dianggap belum bisa mengatasi permasalahan penggunaan pendingin ruangan yang mengonsumsi energi listrik relatif besar. Solusi yang pernah ditawarkan setelah itu, yaitu dengan pemasangan teknologi converter yang berfungsi untuk mengatur beban pendingin secara otomatis sehingga tidak memeksa mesin pendingin ruangan bekerja lebih (http://www.berita-ane.com).Tidak hanya pada segi teknologi, segi struktur dan letak bangunanpun sudah digunakan untuk mengurangi konsumsi energi listrik dalam penggunaan pendingin ruangan. Hal ini bertujuan untuk mengurangi beban pendinginan pada mesin pendingin ruangan. Dari beberapa cara tersebut hanya bisa mengurangi konsumsi energi listrik pada penggunaan pendingin ruangan dalam jumlah kecil, sehingga masih dibutuhkan gagasan untuk menyelesaikan permasalahan tentang penggunaan pendingin ruangan yang mengonsumsi energi listrik relatif besar ini.

Kehandalan Gagasan yang DiajukanPenggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari mampu menghemat penggunaan energi listrik dibandingkan dengan pendingin ruangan yang biasa digunaka Karena pada pendingin ruangan tenaga panas matahari ini menggunakan kompresi termal yang memanfaatkan tenaga panas matahari, berbeda dengan pendingin ruangan yang biasanya digunakan, pendingin ruangan tersebut memakai kompresi mekanik yang tentu saja memakai energi listrik dalam jumlah yang relating besar.Bila dibandingkan dengan sistem refrigerasi yang digunakan pada pendingin ruanga ynag biasa digunakan, pada prinsipnya tidak ada perbedaan kecuali pada bagaimana fluida dapat dinaikkan titik didihnya sehingga dapat mengembun (kondensasi) pada kondenser. Pada pendingin ruangan biasa yang menggunakan input listrik, titik didih ini dicapai dengan menggunakan kompresi mekanik. Pada sistem pendingin tenaga panas matahari ini menggunakan energi matahari, titik didih ini dicapai dengan kompresi thermal. Yang pada proses ini mengunakam larutan Litium Bromide (LiBr)Prinsip kerja dari pendingin ruangan tenaga panas matahari ini memanfaatkan panas dengan menggunakan solar termal collector yang dimanfaatkan untuk menguap air pada cairan Lithium Bromide ( LiBr ). Pada saat diuapkan, larutan LiBr menjadi kental. Uap airnya kemudian dicairkan pada kondensor memanfaatkan air dingin dari cooling tower. Uap air yang sudah menjadi air lalu dialirkan ke evaporator. Air itu juga disemprotkan ke koil air. Air yang melintasi evaporator itu pun menghasilkan suhu yang lebih rendah sehingga dapat dialirkan langsung ke ruangan.4

Pada sistem pendingin ruangan tenaga panas matahri, titik didih dicapai dengan menggunakan kompresi thermal. Kompresi thermal bekerja dengan menggunakan kombinasi generator, absorber, pompa dan heat exchanger untuk menggantikan kerja kompresor. Fluida yang praktis untuk digunakan adalah campuran air dengan LiBr. Fungsi dari penggunaan larutan LiBr adalah untuk menaikkan titik didih dari air, namun menurunkan tekanan uap saturasi dari air. Fluida bersuhu dan tekanan rendah memasuki bagian dingin evaporator dan menguap dengan menyerap energi panas dari lingkungan. Setelah melalui evaporator, uap fluida bersuhu dan tekanan rendah memasuki absorber yang memiLiBr adalah larutan yang rendah kadar airnya. Larutan ini menyerap refrigerant dan bertambah kadar airnya. Proses penyerapan ini bersifat eksothermik sehingga energi panas dibuang ke lingkungan pada proses ini. Larutan yang kadar airnya tinggi dipompa sehingga larutan bergerak memasuki generator. Pada generator, energi di supply dengan menggunakan energi panas matahari, sehingga uap air terbentuk pada tekanan yang tinggi. Uap bertekanan tinggi ini diembunkan di kondenser sehingga melepas energi panas ke lingkungan. air yang telah berkondensasi diturunkan tekanannya menggunakan expansion valves lalu dikembalikan ke evaporator dan begitu siklus terus berlanjut. Pada proses ini, input energi panas matahari pada generator menggantikan input energi listrik pada kompresor. Di sini digunakan pompa juga untuk mengalirkan fluida namun dayanya jauh lebih kecil daripada daya kompressor (dapat diabaikan). Penyerapan panas terjadi pada evaporator, sama dengan sistem konvensional dan pembuangan panas terjadi pada absorber dan kondenser. Dengan menggunakan sistem yang dikenal sebagai absorption chilling ini, energi listrik yang mahal dapat digantikan oleh panas matahari menggunakan proses kompresi. Jika panas matahari sedang tidak mencukupi dapat di backup juga dengan menggunakan pemanas gas alam (Compressed Natural Gas /CNG). Absortion chilling inidapa dilihat pada gambar dibawah ini. 5

Gambar 1 . Prinsip Kerja Pendingin Ruangan Tenaga Panas Matahari (http://www.kamase.org/). Kapasitas pendingin yang dihasilkan mencapai 281 kilowatt. Dengan durasi pemakaian yang sama, pada pendingin konvensional mengonsumsi listrik 70 kilowatt dan menghasilkan emisi 183 ton karbon dioksida. Adapun hasil energi listrik yang digunakan untuk kipas yang mengembuskan udara dingin hanya mengonsumsi 20 kilowatt. Sehingga kita dapat menghemat sekitar 50 watt. Dengan asumsi penggunaan gas alam 46.000 meter kubik, dihasilkan emisi 141 ton karbon dioksida. Jika pemanfaatan pendingin ruang ini hanya siang hari saat kemarau, jauh lebih hemat. Sepenuhnya, energi yang dimanfaatkan bisa dari sinar matahari(http://rumahpengetahuan.web.id/). Adapaun kelebihan lain dari pendingin ruangan tenaga panas matahari ini adalah penggunaan LiBr yang tidak merusak lapisan ozon dan menimbulkan pemanasan global. Pada periode 1930 sampai 1980, refrigeran utama yang digunakan adalah CFCs yang mempunyai sifat merusak ozon. Setelah keberadaan lubang ozon di lapisan atmosfer diverifikasi secara saintifik, perjanjian internasional untuk mengatur dan melarang penggunaan zat-zat perusak ozon disepakati pada 1987 yang terkenal dengan sebutan Protokol Montreal. Setelah periode CFCs, R22 (HCFC) merupakan refrigeran yang paling banyak digunakan di dalam mesin refrigerasi dan pengkondisian udara. Saat ini beberapa perusahaan pembuat mesin-mesin refrigerasi masih menggunakan refrigeran R22 dalam produk-produk mereka. Padahal R22 juga bersifat merusak ozon. Sedangkan LiBr tidak merusak lingkungan dan dapat dipakai pada sistem refrigerasi absorpsI (http://majalahenergi.com/forum). 6

Pihak Pihak yang TerkaitDalam pelaksanaannya, PKM-GT kami akan bekerjasama untuk mengimplementasikan gagasan tentang penggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari untuk penghematan konsumsi listrik ini dengan pihak-pihak terkait yaitu:1. Pemerintah, dalam hal ini adalah departemen pemerintahan pusat riset dan pengembangan teknologi untuk meniliti dan mengembangakn teknologi dalam sistem pendingin ruangan tenaga panas matahari. 2. Perusahaan, dalam hal ini diharapkan membantu dalam proses pengembangan peralatan pada sistem pendingin ruangan tenaga panas matahari 3. Mahasiswa, dalam hal ini diharapkan dapat membantu penelitian untuk meningkatakan efesiensi mesin pendingin ruangan yang berbasis tenaga panas matahari yang ramah lingkungan guna memperoleh hasil yang maksimal.4. Masyarakat sebagai sebagai pengguna pendingin ruangan diharapkan mampu partisipatif mendukung penggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari ini.

Langkah-langkah Strategi Untuk Mengimplementasikan Gagasan7

Dalam PKM-GT yang kami laksanakan strategi implementasinya adalah sebagai berikut:1. Meneliti lebih lanjut tentang pemanfaatan tenaga panas matahari untuk pendingin ruangan untuk mengurangi konsumsi energi listrik.2. Melakukan percobaan bagaimana cara memanfatkan tenaga panas matahari untuk pendingin ruangan yang ramaha lingkungan.3. Melakukan publikasi, sosialisasi serta pematenan hasil penelitian dan percobaan dari peggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari yang mampu menghemat pengonsumsian energi listrik. 4. Memproduksi pendingin ruangan tenaga panas matahri dalam skala besar atau produksi oleh pihak perusahaan.5. Mensosialisasikan kelebihan penggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari untuk penghematan konsumsi energi listrik serta pendingin ruangan tenaga panas matahari sebagai teknologi ramah lingkungan. KESIMPULANGagasan yang DiajukanPada zaman sekarang yang dikhawatirkan energy yang diperoleh dari bahan bakar fosil akan mengalami krisis. Penggunaan pendingin ruangan pada umumnya yang mengonsumsi energi listrik yang relatif besar dianggap sangat tidak efektif karena tidak mampu menghemat penggunaan energi listrik. Untuk menghemat pengunaan energi listrik yang ada maka dibutuhkan teknologi yang mampu memanfaatkan energi yang bersumber dari energ yang dapat diperbaharui. Salah satunya adalah dengan pendingin ruangan tenaga panas matahari, pendingin ruangan ini mampu menghemat energi listrik dan ramah lingkungan dibandingkan pendingin ruangan konvensional. Teknik Implementasi yang Akan DilakukanStrategi yang digunakan untuk mengatasi penggunaan pendingin ruangan yang mengonsunsi energi listrik dalam jumlah yang relatif besar yaitu dengan memanfaatkan tenaga panas matahari yang mudah kita dapat dalam jumlah yang banyak, serta menggunakan larutan refrigan Lithium Bromide (LiBr) yang mudah mencapai titik didih serta sifatnya yang ramah lingkungan sehingga mamapu mengatasi permasalahan tentnag pengonsumsian energi listrik pada penggunaan pendingin ruangan.8

Prediksi Hasil yang Akan DiperolehHasil dari penggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari ini diharapkan mampu menghemat pengonsumsian energi listrik, karena pendingin ruangan tenaga panas matahari ini lebih hemat dalam penggunaan energi listrik dan lebih ramah lingkungan dibandingkan pendingin ruangan yang digunakan biasanya. Untuk lebih luas penggunaan pendingin ruangan tenaga panas matahari ini diharapkan mampu mencegah terjadi krisis energi listrik dan pemanasan global. DAFTAR PUSTAKARistiyana Utama, Marissa. 2010. Air-Conditioner dengan Tenaga surya, Terobosan Baru Pendinginan Hemat Energi, http://majalahenergi.com [9 maret 2014] Bimo Prakoso, Ari. 2009. Pendingin Ruangan dengan Tenaga Panas Matahari: Revolusi Air Conditioning untuk Masa Depan, http://www.kamase.org/?p=893 [10 maret 2014]Hariadi, Muchlis. 2012. Energi Surya atau Matahari. http://muchlishariadi.blogspot.com [10 maret 2014]

DAFTAR RIWAYAT HIDUP9

Ketua PelaksanaA. Identitas Diri1Nama LengkapMohammad Syaifuddin Ihsan

2Jenis KelaminLaki-laki

3Program StudiStrata 1 Teknik Mesin

4NIM111910101091

5Tempat dan Tanggal LahirGresik, 3 September 1992

6E-mailsyai,[email protected]

7Nomer Telepon/HP085648029965

B. Riwayat PendidikanSDSMPSMA

Nama InstansiMI Nurul Islam SMPN 1 ManyarSMAN 1 Gresikl

JurusanIPA

Tahun Masuk-Lulus1999-20052005-20082008-2011

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)No.Nama Pertemuan Ilmiah / SeminarJudul Artikel IlmiahWaktu dan Tempat

1---

D. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya)No.Jenis PenghargaanInstitusi Pemberi PenghargaanTahun

1Panitia Teknik Cup (futsal Competition )Fakultas Teknik Universitas Jember2013

2Ketua Pelaksana Fakultas Teknik Universita jember2013

3Pemain Futsal Juara 2 Program Studi Sistem Informasi 2013

4Pemain Futsal Juara 1 Fakultas Ekonomi Universitas Jember2013

5Anggota Div. HumasFakultas Teknik Universitas Jember2012

6Pasukan Pengibar Bendera Pemerintahan Kabupaten Gresik2010

7Duta Lalu Lintas Jawa TimurDinas Perhubungan dan Lalu Lintas Angkutan Jalan Jawa Timur10

2010

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan HibahPKM-GT .Jember, 20 Maret 2014

Anggota Pelaksana 111

A. Identitas Diri1Nama LengkapIrsyadul Abshor


3Program StudiStrata 1 Program Studi Teknik Mesin

4NIM111910101093

5Tempat dan Tanggal LahirGresik, 7 April 1993

[email protected]



Nama InstansiSDN 2 BanyuuripSMPN 1 UjungpangahSMAN 1Gresik

JurusanIPA




Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan HibahPKM-GT .12

Jember, 20 Maret 2014

Anggota Pelaksana 213

A. Identitas Diri1Nama LengkapHimawan Try Prananda


3Program StudiStrata 1 Program Studi Teknik Mesin

4NIM121910101088

5Tempat dan Tanggal LahirProbolinggo, 19 April 1994

[email protected]



Nama InstansiSDN Bayeman 1 SMPN 2 ProbolinggoSMAN 2 probolinggo

JurusanIPA




Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan HibahPKM-GT .14

Jember, 20 Maret 2014

PKM GT

Documents