Top Banner
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Vol. 19 No. 2 Desember 2020 : 51-60 P-ISSN 1978 - 2365 E-ISSN 2528 - 1917 Diterima : 13 Agustus 2020, direvisi : 11 Februari 2021, disetujui terbit : 15 Februari 2021 51 RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN BAKAR NABATI UNTUK GENERATOR DIESEL Ginas Alvianingsih, Tino Rico Sinaga, Iwa Garniwa Institut Teknologi PLN Jalan Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi, Cengkareng, Jakarta Barat, Indonesia [email protected] Abstrak Pembangkit listrik skala kecil sebagian besar menggunakan generator diesel berbahan bakar fosil yang memiliki dampak buruk bagi lingkungan. Salah satu upaya untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil adalah dengan menggantinya dengan bahan bakar nabati, seperti minyak kelapa sawit. Namun, minyak kelapa sawit memiliki viskositas yang tinggi, sehingga tidak dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar generator. Salah satu cara untuk menurunkan viskositas minyak kelapa sawit adalah dengan memanaskan dan mencampurkan minyak kelapa sawit tersebut dengan minyak solar. Penelitian ini bertujuan membuat sistem pemanas untuk menghasilkan viskositas bahan bakar minyak kelapa sawit yang aman bagi generator diesel. Sistem pemanas yang dibuat menggunakan prinsip konduksi panas dari air yang dipanaskan dalam suatu tangki ke minyak kelapa sawit yang dialirkan ke tangki tersebut melalui pipa tembaga. Sistem pemanas dilengkapi dengan rangkaian elektronik pengontrol yang terdiri dari mikrokontroler, relai, push button, sensor temperatur, solenoid valve, dan flowmeter. Dari hasil pengujian, diketahui bahwa sistem pemanas menghasilkan keluaran minyak kelapa sawit dengan rentang suhu 65 o C 90 o C. Waktu pemanasan yang dibutuhkan adalah 66 menit. Dari hasil pengujian diketahui bahwa keluaran tegangan dan frekuensi listrik yang dihasilkan dengan bahan bakar minyak kelapa sawit masih memenuhi standar PLN. Kata Kunci: generator diesel; sistem pemanas; minyak kelapa sawit A DESIGN OF PALM OIL FUEL HEATER SYSTEM FOR DIESEL GENERATOR Abstract Nowadays, small-scale power stations use fossil fuel diesel generators. The high exploitation of fossil energy has a bad impact on the environment. One effort to overcome this is by replacing fossil fuels with palm oil. However, palm oil cannot be used directly as a fuel generator due to its high viscosity so that it can clog the fuel lines. High viscosity can be solved by adding a heating system and mixing palm oil with diesel oil. The research aims to design a heating system and a fuel control system so that fuel viscosity is safe for diesel set generators. The heating system is made using a heat conduction principle of heated water in a tank to the palm oil that is flowed to the tank through copper pipes. The control system is an electronic network consisting of microcontrollers, relays, pushbuttons, temperature sensors, solenoid valves, and flowmeters. From the test results, it is known that the heating system and the fuel flow control system produce oil palm output with a temperature range of 65 o C 90 o C. The heating time required is 66 minutes. With this temperature range, palm oil is safe to be used as a fuel for diesel-powered power plants. Keywords: diesel generator; heater system; palm oil PENDAHULUAN Indonesia sebagai negara kepulauan memerlukan penyediaan energi listrik dengan cara yang bervariasi. Pulau atau wilayah dengan tingkat kepadatan penduduk yang relatif kecil dipasok oleh sistem terisolasi (isolated system) [1] yang umumnya merupakan pembangkit listrik diesel yang yang beroperasi dengan bahan bakar High-
10

RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Oct 02, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 19 No. 2 Desember 2020 : 51-60

P-ISSN 1978 - 2365

E-ISSN 2528 - 1917

Diterima : 13 Agustus 2020, direvisi : 11 Februari 2021, disetujui terbit : 15 Februari 2021

51

RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT

SEBAGAI BAHAN BAKAR NABATI UNTUK GENERATOR DIESEL

Ginas Alvianingsih, Tino Rico Sinaga, Iwa Garniwa

Institut Teknologi PLN

Jalan Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi, Cengkareng, Jakarta Barat, Indonesia

[email protected]

Abstrak

Pembangkit listrik skala kecil sebagian besar menggunakan generator diesel berbahan bakar fosil yang memiliki dampak buruk bagi lingkungan. Salah satu upaya untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil adalah dengan menggantinya dengan bahan bakar nabati, seperti minyak kelapa sawit. Namun,

minyak kelapa sawit memiliki viskositas yang tinggi, sehingga tidak dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar generator. Salah satu cara untuk menurunkan viskositas minyak kelapa sawit adalah dengan memanaskan dan mencampurkan minyak kelapa sawit tersebut dengan minyak solar. Penelitian ini

bertujuan membuat sistem pemanas untuk menghasilkan viskositas bahan bakar minyak kelapa sawit yang aman bagi generator diesel. Sistem pemanas yang dibuat menggunakan prinsip konduksi panas dari air yang dipanaskan dalam suatu tangki ke minyak kelapa sawit yang dialirkan ke tangki tersebut melalui

pipa tembaga. Sistem pemanas dilengkapi dengan rangkaian elektronik pengontrol yang terdiri dari mikrokontroler, relai, push button, sensor temperatur, solenoid valve, dan flowmeter. Dari hasil pengujian,

diketahui bahwa sistem pemanas menghasilkan keluaran minyak kelapa sawit dengan rentang suhu 65 oC – 90oC. Waktu pemanasan yang dibutuhkan adalah 66 menit. Dari hasil pengujian diketahui bahwa keluaran tegangan dan frekuensi listrik yang dihasilkan dengan bahan bakar minyak kelapa sawit masih

memenuhi standar PLN. Kata Kunci: generator diesel; sistem pemanas; minyak kelapa sawit

A DESIGN OF PALM OIL FUEL HEATER SYSTEM FOR DIESEL

GENERATOR

Abstract

Nowadays, small-scale power stations use fossil fuel diesel generators. The high exploitation of fossil energy

has a bad impact on the environment. One effort to overcome this is by replacing fossil fuels with palm oil. However, palm oil cannot be used directly as a fuel generator due to its high viscosity so that it can clog the fuel lines. High viscosity can be solved by adding a heating system and mixing palm oil with diesel oil. The

research aims to design a heating system and a fuel control system so that fuel viscosity is safe for diesel set generators. The heating system is made using a heat conduction principle of heated water in a tank to the

palm oil that is flowed to the tank through copper pipes. The control system is an electronic network consisting of microcontrollers, relays, pushbuttons, temperature sensors, solenoid valves, and flowmeters. From the test results, it is known that the heating system and the fuel flow control system produce oil palm

output with a temperature range of 65oC – 90oC. The heating time required is 66 minutes. With this temperature range, palm oil is safe to be used as a fuel for diesel-powered power plants.

Keywords: diesel generator; heater system; palm oil

PENDAHULUAN

Indonesia sebagai negara kepulauan

memerlukan penyediaan energi listrik dengan cara

yang bervariasi. Pulau atau wilayah dengan tingkat

kepadatan penduduk yang relatif kecil dipasok oleh

sistem terisolasi (isolated system) [1] yang

umumnya merupakan pembangkit listrik diesel

yang yang beroperasi dengan bahan bakar High-

Page 2: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 19 No. 2 Desember 2020: 51-60

52

Speed Diesel (HSD) atau Marine Fuel Oil (MFO)

yang lebih dikenal dengan sebutan minyak solar [2].

Eksploitasi bahan bakar fosil menyebabkan

beberapa masalah lingkungan, antara lain

pemanasan global, hujan asam, dan penipisan

lapisan ozon [3]. Salah satu pilihan untuk mengatasi

masalah ini adalah dengan mengganti bahan bakar

mesin diesel dari minyak solar menjadi minyak

kelapa sawit [4][5].

Minyak kelapa sawit memiliki karakteristik

fisik dan karakteristik kimia yang serupa dengan

minyak solar [6]. Namun, minyak kelapa sawit

memiliki tingkat viskositas atau kekentalan yang

lebih tinggi daripada minyak solar [7].

Tingkat viskositas minyak kelapa sawit dapat

menyebabkan atomisasi yang tidak sempurna

dalam sistem bahan bakar mesin diesel [8]. Dengan

demikian, minyak kelapa sawit tidak dapat

digunakan secara langsung sebagai bahan bakar

mesin diesel. Oleh karena itu, diperlukan suatu

sistem pemanas yang dapat mengurangi viskositas

minyak sawit [9][10][11]. Selain dipanaskan,

menurunkan viskositas minyak kelapa sawit juga

dapat dilakukan dengan mencampur minyak kelapa

sawit tersebut dengan minyak solar [12].

Dalam literatur [13] telah dibuat sistem

pemanas dengan menggunakan prinsip perpindahan

panas secara konduktif dari air yang dipanaskan

oleh dua buah pemanas air berkapasitas 600W yang

diletakkan di dalam kotak. Kemudian minyak

kelapa sawit dilewatkan ke dalam kotak tersebut

menggunakan pipa tembaga. Pada penelitian

tersebut, pembangkit listrik tenaga diesel dapat

beroperasi menggunakan bahan bakar campuran

minyak kelapa sawit dan minyak solar yang

bersuhu 70oC. Implementasi sistem pemanas ini

menghasilkan daya listrik dan tingkat kebisingan

yang mirip dengan saat mesin diesel menggunakan

bahan bakar minyak solar, namun waktu yang

dibutuhkan untuk memanaskan air dalam kotak

tersebut relatif lama, yaitu sekitar 50 menit.

Penelitian ini bertujuan untuk mendesain

sistem pemanas minyak kelapa sawit beserta sistem

yang mengontrol viskositas campuran bahan bakar

minyak solar dengan minyak kelapa sawit agar

aman untuk digunakan pada pembangkit listrik

tenaga diesel. Minyak kelapa sawit yang digunakan

adalah minyak kelapa sawit olahan untuk industri

makanan, sedangkan minyak solar yang digunakan

adalah solardex yang diperoleh dari depo

Pertamina. Sistem kontrol yang dibuat berbasis

mikrokontroler [14][15].

PERANCANGAN SISTEM PEMANAS

MINYAK KELAPA SAWIT

Sistem pemanas minyak kelapa sawit

yang dibuat menggunakan prinsip perpindahan

panas secara konduktif menggunakan air panas

yang terdiri dari pemanas air elektrik, pipa

tembaga, dan pompa bahan bakar (lihat pada

Gambar 1).

(a) (b) (c)

Gambar 1. Sistem Pemanas Minyak Kelapa

Sawit (a) Pemanas Air Elektrik (b) Pipa

Tembaga (c) Pompa Minyak Kelapa Sawit

Pemanas Air Elektrik

Pemanas air elektrik yang digunakan

memiliki diameter luar 39 cm, tinggi 52,3 cm,

Page 3: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Rancang Bangun Sistem Pemanas Minyak Kelapa Sawit

sebagai Bahan Bakar Nabati untuk Generator Diesel

53

kapasitas 20 liter dan memerlukan daya listrik

sebesar 1.650 W dengan tegangan 220V AC dan

frekuensi 50 Hz. Pemanas air elektrik ini

dilengkapi dengan katup keluar dan indikator

level air serta dapat beroperasi pada mode panas

saat air di dalamnya belum mendidih dan mode

hangat saat air sudah mendidih. Pengubahan mode

ini dapat dilakukan secara otomatis. Pemanas ini

dimodifikasi dengan membuat lubang konektor

untuk meletakkan pipa tembaga.

Pipa Tembaga

Pipa tembaga yang digunakan memiliki

diameter 8 mm dan dibentuk menyerupai spiral

dengan diameter lekukan 25 cm. Panjang total

pipa tembaga ini 15 meter agar menghasilkan area

konduksi panas dari air ke minyak kelapa sawit

yang lebih luas. Pipa tembaga yang sudah dilekuk

kemudian dimasukkan ke dalam pemanas air

elektrik yang sudah dimodifikasi.

Pompa Bahan Bakar

Pompa bahan bakar berfungsi untuk

mendukung aliran bahan bakar. Pompa bahan

bakar yang digunakan sebanyak 2 buah, yaitu

untuk bahan bakar solar dan bahan bakar minyak

kelapa sawit. Jenis pompa yang digunakan adalah

HKT HEP-061 yaitu pompa bahan bakar

universal yang memerlukan masukan listrik DC

12 Volt untuk dapat beroperasi.

SISTEM KONTROL BAHAN BAKAR

Sistem kontrol bahan bakar yang dibuat

berbasis mikrokontroler. Gambar 2 merupakan

diagram blok sistem kontrol tersebut.

Gambar 2. Diagram Blok Sistem Kontrol Aliran

Bahan Bakar

Mikrokontroler Arduino Uno

Mikrokontroler ini diprogram untuk

mengatur persentase campuran bahan bakar

beserta alirannya. Program ini juga mengatur suhu

minimum yang dibutuhkan oleh bahan bakar

kelapa sawit agar dapat digunakan. Arduino ini

terhubung ke laptop sebagai sumber daya DC 5

volt dan layar tampilan suhu.

Sensor Temperatur

Sensor temperatur merupakan suatu

peralatan pengindera yang akan memberi

informasi suhu air pemanas sebagai input dari

mikrokontroler. Sensor yang digunakan adalah

DS18B20 yang kompatibel dengan Arduino Uno

dan tahan terhadap cairan. Sensor temperatur

dipasang pada saluran antara pemanas dan

solenoid valve dengan bantuan T napel.

Push Button

Selain sensor temperatur, push button juga

merupakan input perintah bagi mikrokontroler,

Terdapat 5 buah push button yang berfungsi untuk

mengatur persentase campuran minyak kelapa

sawit seperti tampak pada Tabel 1.

Page 4: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 19 No. 2 Desember 2020: 51-60

54

Tabel 1. Push Button dan Persentase

Campuran Minyak Kelapa Sawit Dengan

Minyak Solar

Flowmeter

Input ketiga bagi mikrontroler adalah

flowmeter. Flowmeter akan memberikan sinyal

masukan kepada mikrokontroler apabila bahan

bakar yang mengalir sudah mencapai volume

tertentu, sehingga persentase campuran bahan

bakar dapat dikontrol.

Relai

Relai yang digunakan berupa solid state

relay yang berfungsi sebagai saklar elektronik.

Relai bekerja sesuai perintah dari mikrokontroler.

Relai ini disuplai oleh listrik arus bolak-balik 220

volt dan memiliki lampu indikator untuk

mengetahui kondisi ON-OFF. Terdapat 5 relai

yang digunakan, yaitu:

1. Relai untuk menyalakan dan mematikan

pemanas air elektrik (R1).

2. Relai untuk membuka dan menutup solenoid

valve minyak kelapa sawit (R2).

3. Relai untuk membuka dan menutup solenoid

valve minyak solar (R3).

4. Relai untuk menyalakan dan mematikan

pompa minyak kelapa sawit (R4).

5. Relai untuk menyalakan dan mematikan

pompa minyak solar (R5).

Solenoid Valve

Solenoid valve digunakan sebagai keran

elektronik yang bekerja sesuai perintah

mikrokontroler. Solenoid valve memerlukan

tegangan AC 220 volt untuk dapat bekerja.

Terdapat 2 buah solenoid valve yang digunakan,

yaitu untuk aliran minyak kelapa sawit dan untuk

aliran minyak solar.

Gambar 3 memperlihatkan diagram alir

sistem kontrol. Minyak solar dapat langsung

digunakan tanpa dipanaskan terlebih dahulu.

Banyaknya minyak solar yang mengalir akan

bergantung pada input yang diberikan pada push

button dan dibatasi oleh flowmeter. Berbeda

dengan minyak solar, sebelum dapat digunakan

sebagai bahan bakar, minyak kelapa sawit harus

dipanaskan terlebih dahulu. Pada awal

pengoperasian, Relai 1 akan ON untuk

menyalakan pemanas, sedangkan Relai 2 dan

Relai 4 akan OFF sehingga minyak kelapa sawit

tidak akan keluar. Kondisi ini akan berlangsung

sampai suhu air pemanas mencapai 90oC. Hal ini

dikarenakan dengan suhu air pemanas 90oC maka

keluaran minyak kelapa sawit akan memiliki

viskositas yang rendah.

Ketika pemanas sudah mencapai suhu 90oC

maka Relai 2 dan Relai 4 yang berfungsi untuk

mengatur pompa minyak kelapa sawit dan

solenoid valve akan ON sehingga minyak kelapa

sawit akan mengalir. Banyaknya minyak kelapa

sawit yang mengalir akan bergantung kepada

input yang diberikan pada push button. Minyak

kelapa sawit dan minyak solar ini akan

dicampurkan untuk dapat digunakan sebagai

bahan bakar pembangkit listrik tenaga diesel.

Page 5: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Rancang Bangun Sistem Pemanas Minyak Kelapa Sawit

sebagai Bahan Bakar Nabati untuk Generator Diesel

55

(a)

(b)

Gambar 3. Diagram Alir Sistem Kontrol (a) Aliran Minyak Solar (b) Aliran Minyak Kelapa Sawit

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian Pengaruh Temperatur Pemanasan

Terhadap Viskositas Minyak Kelapa Sawit

Pengukuran viskositas minyak kelapa sawit

dilakukan dengan langkah-langkah berikut:

1. Mengukur volume dan massa minyak kelapa

sawit menggunakan neraca dan gelas ukur.

2. Menghitung massa jenis minyak kelapa sawit

dengan rumus sebagai berikut:

𝜌 = 𝑚

𝑣 (1)

Dengan:

ρ = massa jenis minyak kelapa sawit (gr/ml)

m = massa minyak kelapa sawit (gr)

v = volume minyak kelapa sawit (ml)

3. Mengukur waktu yang diperlukan untuk

mengalirkan sejumlah minyak kelapa sawit

dengan menggunakan Viskometer Ostwald

dan stopwatch.

4. Menghitung viskositas minyak kelapa sawit

dengan rumus sebagai berikut:

ɳ = ɳ𝑜t .ρ

𝑡𝑜 .ρ𝑜 (2)

Dengan:

ɳ = viskositas minyak kelapa sawit (Ns/m2)

ɳo = viskositas air (0,95 Ns/m2)

ρ = massa jenis minyak kelapa sawit (gr/ml)

ρo = massa jenis air (0,997 gr/ml)

t = waktu aliran minyak kelapa sawit (detik)

to = waktu aliran air (detik)

Page 6: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 19 No. 2 Desember 2020: 51-60

56

Berdasarkan hasil eksperimen dan

perhitungan yang dilakukan, diketahui bahwa

nilai viskositas minyak kelapa sawit mengalami

penurunan seiring dengan peningkatan suhu

pemanasan, seperti yang ditunjukkan Gambar 4.

Gambar 4. Perubahan Viskositas Minyak Kelapa

Sawit Seiring Dengan Peningkatan Suhu

Pemanasan

Pengujian Sistem Pemanas

Untuk mengetahui karakteristik kerja

sistem pemanas, maka dilakukan pengukuran

terhadap suhu air pemanas dan suhu keluaran

minyak kelapa sawit setiap 5 menit dengan urutan

skenario pengujian sebagai berikut:

1. Kondisi 1, yaitu kondisi saat pemanas pertama

kali dinyalakan sampai air pemanas mendidih.

Pada kondisi ini belum ada keluaran minyak

kelapa sawit, karena sebelum air pemanas

mendidih, solenoid valve masih tertutup.

2. Kondisi 2, yaitu kondisi saat air pemanas sudah

mendidih dan pemanas berganti menjadi mode

hangat secara otomatis. Kondisi ini diamati

selama 1 jam.

3. Kondisi 3, yaitu kondisi pemanas dimatikan

setelah kondisi 2 selesai. Kondisi ini juga

diamati selama 1 jam.

4. Kondisi 4, yaitu kondisi pemanas dinyalakan

kembali setelah kondisi 3 selesai. Kondisi ini

juga diamati selama 1 jam.

Gambar 5. Hasil Pengujian Sistem Pemanas

Minyak Kelapa Sawit

Dari Gambar 5, diketahui bahwa waktu

yang dibutuhkan untuk mendidihkan air pemanas

(heating time) adalah 66 menit, yaitu pada kondisi

1. Setelah 66 menit dan air mendidih, relai akan

memerintahkan solenoid valve dan pompa untuk

mengalirkan minyak kelapa sawit. Selama 1 jam

kemudian, pemanas tetap menyala namun

beroperasi dalam mode hangat. Apabila kondisi 2

diteruskan (tidak dibatasi hanya 1 jam), maka

pemanas akan berubah kembali menjadi mode

memanaskan secara otomatis saat suhu air

pemanas turun mencapai 77oC. Pada menit ke-126

sampai dengan menit ke-186, pemanas dimatikan

dan menyebabkan penurunan suhu yang lebih

cepat dibandingkan saat kondisi 2. Pada menit ke-

186 sampai dengan menit ke-222 pemanas

dinyalakan kembali dan menyebabkan kenaikan

suhu air pemanas dan keluaran minyak kelapa

sawit. Kenaikan suhu ini lebih cepat dibandingkan

dengan saat kondisi 1, karena pemanas dinyalakan

dengan suhu awal yang lebih tinggi.

Sistem pemanas yang dibuat dapat

memanaskan minyak kelapa sawit sampai dengan

suhu 91,3oC dan menghasilkan nilai viskositas

sebesar 20,24 Ns/m2. Nilai viskositas campuran

bahan bakar diukur sebagai berikut:

Page 7: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Rancang Bangun Sistem Pemanas Minyak Kelapa Sawit

sebagai Bahan Bakar Nabati untuk Generator Diesel

57

Minyak kelapa sawit yang dipanaskan hingga

suhu 89oC dengan persentase 10-50%.

Minyak solar yang tidak dipanaskan (suhu

ruang) dengan persentase 50-90%.

Gambar 6 memperlihatkan viskositas

campuran minyak kelapa sawit dengan minyak

solar pada persentase campuran minyak sawit

sebesar 10% hingga 50%. Nilai viskositas

campuran bahan bakar tersebut sudah dapat

digunakan sebagai bahan bakar generator diesel.

Gambar 6. Viskositas Campuran Minyak Kelapa

Sawit Dengan Minyak Solar

Pengujian Integrasi Sistem Pemanas Dengan

Generator Set Diesel

Perbedaan nilai kalor antara minyak solar

dengan miyak kelapa sawit mengakibatkan

konsumsi bahan bakar (liter/kWh) untuk bahan

bakar solar terlihat lebih rendah dari hampir

keseluruhan konsumsi bahan bakar campuran

minyak kelapa sawit sebagai bahan bakar, seperti

yang terlihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Konsumsi Bahan Bakar Pada Setiap

Skenario Pembebanan dan Persentase Minyak

Sawit

Menurunnya konsumsi bahan bakar saat

meningkatnya kapasitas pembebanan generator

untuk setiap konsentrasi minyak kelapa sawit

disebabkan karena pada kecepatan putaran mesin

yang tetap, maka kerugian gesekan (friction

losses) yang terjadi adalah tetap, sehingga

persentase kerugian gesekan menjadi menurun

dibandingkan dengan persentase daya keluaran.

Peningkatan pembebanan menyebabkan

kenaikan suhu gas buang. Hal ini terjadi karena

beban listrik yang besar menyebabkan reaksi

pembakaran pada mesin memerlukan bahan bakar

yang lebih banyak dan tentunya menghasilkan gas

pembuangan yang lebih banyak pula, seperti yang

terlihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Suhu Gas Buang Pada Setiap

Skenario Pembebanan dan Persentase Minyak

Sawit

Gambar 9. Tingkat Kebisingan Pada Setiap

Skenario Pembebanan dan Persentase Minyak

Sawit

Sedangkan untuk parameter tingkat

kebisingan generator, pada setiap skenario

Page 8: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 19 No. 2 Desember 2020: 51-60

58

pengujian tidak ada perbedaan yang signifikan,

seperti yang terlihat pada Gambar 9.

Parameter lain yang diujikan adalah dari

sisi kelistrikan, yaitu tegangan dan frekuensi

keluaran. Menurut Peraturan Menteri Energi dan

Sumber Daya Mineral Nomor 03 Tahun 2007,

tegangan listrik dengan nominal 220 volt dibatasi

dengan toleransi +5% dan -10%, yang berarti

range tegangan yang aman adalah 198 volt sampai

dengan 231 volt. Gambar 10 memperlihatkan

bahwa tegangan listrik keluaran masih dalam

rentang aman untuk semua skenario pengujian.

(a)

(b)

(c)

Gambar 10. Tegangan Listrik Keluaran Pada

Setiap Persentase Minyak Sawit (a) Pembebanan

25% (b) Pembebanan 50% (c) Pembebanan 75%

Penilaian terhadap frekuensi listrik juga

mengacu pada Peraturan Menteri Energi dan

Sumber Daya Mineral Nomor 03 Tahun 2007.

Untuk frekuensi nominal 50 Hz, peraturan

pemerintah ini menganjurkan pembangkit listrik

untuk menghasilkan frekuensi listrik tidak lebih

rendah dari 49,5 Hz atau lebih tinggi dari 50,5 Hz.

Dalam keadaan darurat, frekuensi sistem

diizinkan turun hingga 47,5 Hz atau naik hingga

52 Hz. Gambar 11 memperlihatkan bahwa

frekuensi listrik keluaran masih dalam rentang

aman untuk semua skenario pengujian.

(a)

(b)

(c)

Gambar 11. Frekuensi Listrik Keluaran Pada

Setiap Persentase Minyak Sawit (a) Pembebanan

25% (b) Pembebanan 50% (c) Pembebanan 75%

Page 9: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Rancang Bangun Sistem Pemanas Minyak Kelapa Sawit

sebagai Bahan Bakar Nabati untuk Generator Diesel

59

KESIMPULAN

1. Sistem pemanas minyak kelapa sawit beserta

sistem kontrolnya sudah dapat digunakan

dengan keluaran yang sesuai dengan desain,

yaitu menghasilkan keluaran minyak kelapa

sawit dengan rentang suhu 65oC sampai

dengan 90oC.

2. Waktu pemanasan yang dibutuhkan sebelum

campuran bahan bakar dapat digunakan adalah

sekitar 66 menit.

3. Parameter konsumsi bahan bakar, suhu gas

buang, dan tingkat kebisingan generator diesel

saat menggunakan bahan bakar minyak kelapa

sawit tidak berbeda secara signifikan

dibandingkan dengan saat generator

menggunakan bahan bakar minyak solar.

4. Tegangan dan frekuensi listrik keluaran saat

generator diesel menggunakan bahan bakar

minyak kelapa sawit masih dalam rentang

aman untuk semua skenario pengujian.

5. Rancangan ini dapat dimanfaatkan untuk

bahan bakar biodiesel jika mengalami

persoalan serupa, yaitu nilai viskositas tinggi.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada

Institut Teknologi PLN yang telah memberi

dukungan yang membantu pelaksanaan

penelitian melalui Hibah Penelitian Ungulan

Institusi No. 003/1/A01/PUI/STT-PLN/2019.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Bazmi, Aqeel Ahmed; Zahedi,

Gholamreza; Hashim, Haslenda, Progress

and Challenges in Utilization of Palm Oil

Biomass as Fuel for Decentralized

Electricity Generation, 2010, Elsevier,

Renewable and Sustainable Energy

Reviews.

[2] Badan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi; Direktorat Jenderal Energi Baru

Terbarukan dan Konservasi Energi

Kementerian Energi dan Sumber Daya

Mineral, Studi Kelayakan Pembangkit

Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Berbasis

Crude Palm Oil (CPO). 2015.

[3] Mwangi, John Kennedy; Lee, Wen-Jhy

dkk, An Overview: Energy Saving and

Pollution Reduction by Using Green Fuel

Blends in Diesel Engines, 2015 Elsevier,

Applied Energy.

[4] Mahlia, T.M.I; Abdulmuin, M.Z dkk, An

Alternative Energy Source from Palm

Wastes Industry for Malaysia and

Indonesia, 2000, Elsevier, Energy

Conversion and Management.

[5] Blin, J; Brunschwig, C, dkk, Characterictic

of Vegetable Oils for Use as Fuel in

Stationary Diesel Engines- Towards

Specifications for a Standard in West

Africa, 2013, Elsevier, Renewable and

Sustainable Energy Reviews.

[6] Blin, J; Brunschwig, C, dkk, Characterictic

of Vegetable Oils for Use as Fuel in

Stationary Diesel Engines- Towards

Specifications for a Standard in West

Africa, 2013, Elsevier, Renewable and

Sustainable Energy Reviews.

[7] Prasetyo, Dwi Husodo. Pengujian

Konverter Kit Minyak Kelapa Sawit Pada

Genset Diesel. BPPT. 2005.

Page 10: RANCANG BANGUN SISTEM PEMANAS MINYAK KELAPA SAWIT …

Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Vol. 19 No. 2 Desember 2020: 51-60

60

[8] Kalam, M.A; Masjuki, H.H, Emissions and

Deposit Characterictics of a Small Diesel

Engine When Operated on Preheated Crude

Palm Oil, 2004, Elsevier, Biomass and

Bioenergy.

[9] Yusaf, T.F; Yousif, B.F; Elawad, M.M,

Crude Palm Oil Fuel for Diesel-Engines:

Experimental and ANN Simulation

Approaches, 2011, Elsevier, Energy

[10] Hasoloan, Reisal Rimtahi. Studi

Pemanfaatan Minyak Kelapa Sawit (CPO)

Sebagai Bahan Bakar Mesin Diesel Genset.

2008. Depok: Universitas Indonesia.

[11] Kurniawan, Doni. Studi Performa dan

Keekonomian Pembangkit Listrik Pada

Generator Set Diesel Berbahan Bakar

Crude Palm Oil (CPO). 2015. Depok:

Universitas Indonesia.

[12] Prasetyo, Dwi Husodo. Pengujian

Viskositas Minyak Kelapa Sawit. BPPT.

2005.

[13] G. Alvianingsih and I. Garniwa, "A design

of palm oil and diesel oil fuel mixture

heater system for small scale diesel power

plant," 2017 International Conference on

High Voltage Engineering and Power

Systems (ICHVEPS), Sanur, 2017, pp. 156-

164, doi:

10.1109/ICHVEPS.2017.8225934.

[14] M. V. Nugroho and I. Garniwa,

"Automatization of palm oil mixture heater

system for small scale diesel power plant,"

2017 International Conference on High

Voltage Engineering and Power Systems

(ICHVEPS), Sanur, 2017, pp. 204-207, doi:

10.1109/ICHVEPS.2017.8225943.

[15] N. S. Wardana and I. Garniwa, "Design of

Low-Cost Energy Metering Device for

Direct Load Control and Air Conditioning

Energy Monitoring," 2019 IEEE

International Conference on Innovative

Research and Development (ICIRD),

Jakarta, Indonesia, 2019, pp. 1-4, doi:

10.1109/ICIRD47319.2019.90747