Analisis Potensi Energi Angin Pada Car B
LEMBAR PENGESAHAN
ARTIKEL
Analisis Potensi Energi Angin Pada Car Body
Oleh
Adib Pahrudin
NIM : 421 410 014
Telah diperiksa dan disetujui untuk diterbitkan
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Asri Arbie, M.Si
NIP. 19630417 199003 1 003
Supartin, M.Pd
NIP. 19760412 200312 2 004
Mengetahui,
Ketua Jurusan Fisika
Dr. rer. nat. Mohammad Jahja, M.Si
NIP. 19740217 199903 1 001
ANALISIS POTENSI ENERGI ANGIN PADA CAR BODY
1
Adib Pahrudin, Asrie Arbie, Supartin
Jurusan Fisika. Universitas Negeri Gorontalo. Gorontalo. Indonesia
11 November 2014
Email: adibpahrudin@gmail.com
Abstrak
Penelitian ini diawali dengan mengukur kecepatan angin dilokasi penelitian,
kemudian mengukur kecepatan angin pada masing-masing bagian mobil ketika
mobil sedang berjalan. Data hasil penelitian selanjutnya dihitung dengan
persamaan yang sudah ditetapkan, maka diperoleh besar daya listrik untuk setiap
bagian mobil. Tujuan kegiatan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi
energi angin pada Car Body dengan memanfaatkan angin sebagai sumber
energinya dan mengetahui pengaruh kecepatan mobil terhadap besarnya daya
listrik yang diperoleh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bagian Cup atas
(tengah) merupakan titik yang memiliki potensi energi angin cukup bagus yang
dapat dilihat dari besarnya daya listrik sebagai hasil konversi dari energi kinetik
menjadi energi listrik yaitu sebesar 3,268 watt dengan kecepatan mobil 40
km/jam. Sedangkan bagian mobil yang lain seperti bagian depan, samping kiri,
samping kanan, Cup atas (depan), Cup atas (belakang) dan bagian bawah
menghasilkan daya listrik sebesar 0,625 watt, 1,666 watt, 1,787 watt, 2,748 watt,
1,909 watt dan 1,126 watt. Selain itu, kecepatan mobil memiliki pengaruh yang
signifikan terhadap daya listrik yang dihasilkan dari masing-masing bagian mobil.
Semakin tinggi kecepatan mobil, maka daya listrik yang dihasilkan akan
bertambah besar pula.
Kata Kunci : Energi Angin, Car Body, Kecepatan Angin, Kecepatan Mobil
Abstract
This research began by measuring the speed of wind in the spot of research, then
measuring the speed of wind in parts of car when the car is running. The result of
research then counted with the formula which has been determined, thus it
obtained the power of electricity for each car. The aim of this research is to know
the potency of wind energy of car body by using wind as a source of the energy
and knowing the influence of car speed toward the amount of electricity which has
been obtained. The result shows that Cup Up (middle) is the core that has good
enough wind potency energy which can be seen from the power of electricity as
conversion result from kinetic energy become electricity energy that show 3,268
watt with the car speed about 40 km/hour. The other parts of car such as front part,
left part, right part, Cup Up (front), Cup Up (back) and bottom part produced
electricity power about 0,625 watt, 1,666 watt, 1, 787 watt, 2,748 watt, 1,909 watt
1 Adib Pahrudin, 421410014, Jurusan Fisika, Program Studi S1 Pendidikan Fisika,
Fakultas MIPA, Drs. Asri Arbie, M.Si, Supartin, M.Pd
and 1, 126 watt. Instead of it, the speed of car has significant influence toward
electricity power which produced from each parts of car. The more speed of car,
then the more electricity power will be obtained.
Key Words: Wind Energy, Car Body, Wind Speed, Car Speed
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi dewasa ini kian meningkat baik di negara maju maupun
negara berkembang seperti di Indonesia. Diketahui bahwa lebih dari 82%
konsumsi energi komersial berasal dari minyak bumi, maka suatu saat Indonesia
akan mengalami krisis energi. Meninjau permasalahan krisis energi yang akan
dialami oleh negara-negara berkembang, maka perlu diadakan pemanfaatan jenis
energi baru yang jumlahnya sudah pasti tidak terbatas. Dalam hal ini, dengan
memanfaatkan energi angin sebagai energi yang terbarukan. Sebagaimana kita
ketahui bersama bahwa di negara berkembang, misalnya saja di Indonesia
memiliki potensi energi angin yang sangat melimpah.
Menurut ESDM (dalam Sukaraharja dkk) mengatakan “peningkatan
pemakaian BBM ini jadi sesuatu yang ramai dibahas sehubungan dengan adanya
kenaikan harga dan masih terdapatnya komponen subsidi. Sebagai contoh pada
tahun 2011 target subsidi BBM sebesar Rp 129,7 triliun, kenyataannya realisasi
mencapai Rp 165,2 triliun atau 127,4 persen, informasi ini disampaikan oleh
Dirjen Perhubungan Darat, dalam acara Focus Group Discussion (FGD) Tenov
Institute tanggal 4 April 2012. Distribusi realisasi subsidi BBM tersebut adalah
angkutan umum hanya mengkonsumsi 3%, sedangkan mobil barang 4%,
konsumsi terbesar adalah sepeda motor 40% dan mobil pribadi 53%”.
Tabel 1. Pertumbuhan Kendaraan di Indonesia dari Tahun 2005-2010
Tahun (Juta Unit)
Jenis
Kendaraan
2005
2006 2007
2008
2009
2010
Sepeda
5
7
9
10
10
11
Motor
Mobil
29
33
42
48
52
54
Pribadi
Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa pertumbuhan kendaraan baik sepeda
motor maupun mobil pribadi selalu meningkat setiap tahunnya. Peningkatan
pertumbuhan kendaraan ini tentu saja memiliki dampak yang sangat signifikan
terhadap kebutuhan bahan bakar minyak baik bensin ataupun solar. Kita ketahui
bersama bahwa persediaan energi fosil saat ini kian menipis, hal ini dikarenakan
sumber energi pokok saat ini merupakan sumber energi yang tidak dapat
terbaharui. Melihat permasalahan di atas, maka perlu adanya pemanfaatan sumber
energi yang mampu mengurangi konsumsi bahan bakar minyak. Salah satunya
dengan memanfaatkan sumber energi yang melimpah dan dapat terbaharui, yaitu
angin. Energi kinetik yang terkandung dalam angin dapat dikonversi ke bentuk
energi lain, misalnya saja menjadi energi listrik. Memanfaatkan angin sebagai
pembangkit listrik mungkin sudah sering kita dengar. Namun, bagaimana jika
energi angin ini dimanfaatkan sebagai sumber energi yang mampu menjalankan
kendaraan. Hal ini tentu saja sangat berguna ditengah krisis energi yang dialami
Indonesia maupun dunia. Oleh karena itu, perlu adanya pengujian awal mengenai
potensi energi angin sebagai pengganti bahan bakar minyak. Berdasarkan
permasalahan tersebut, maka dilakukan penelitian dengan judul: ”Analisis
Potensi Energi Angin Pada Car Body”.
KAJIAN TEORI
Pengertian Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari daerah yang memiliki tekanan udara
yang tinggi menuju ke daerah yang bertekanan yang lebih rendah. Perbedaan
tersebut terjadi karena radiasi yang dipancarkan oleh matahari tidak sama disetiap
lokasi. Selain itu, perbedaan tekanan dapat terjadi karena adanya perbedaan
tingkat kerapatan udara.
Energi Angin
Energi merupakan suatu kekuatan yang dimiliki oleh suatu zat sehingga zat
tersebut mempunyai pengaruh pada keadaan sekitarnya. Disekitar kita begitu
banyak bentuk-bentuk energi yang tentu saja bisa dimanfaatkan untuk memenuhi
kebutuhan energi nasional. Salah satunya adalah energi angin yang jumlahnya
sangat tidak terbatas dan banyak dimanfaatkan untuk meringankan kerja manusia.
Angin yang bergerak akan menghasilkan sebuah energi baru yang disebut dengan
energi gerak atau energi kinetik. Energi gerak inilah yang nantinya bisa
dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia.
Energi angin merupakan sumber energi yang tersedia dalam jumlah yang
tidak terbatas di muka bumi. Energi angin adalah energi yang terkandung pada
massa udara yang bergerak. Pada dasarnya, energi angin berasal dari energi
matahari. Radiasi yang di berikan oleh matahari terhadap permukaan bumi
menyebabkan perbedaan temperatur dan sudah pasti akan berbeda pula
tekanannya. Perbedaan tekanan inilah akan menghasilkan sebuah aliran fluida
yang kemudian menghasilkan angin.
Hampir semua energi yang terbarukan itu, termasuk energi pasang surut,
arus dan gelombang air, bahkan energi fosil berasal dari energi matahari. Matahari
meradiasikan 1,74 × 1017 Joule energi ke permukaan bumi pada setiap detiknya.
Sekitar 1% hingga 2% dari energi yang datang dari matahari diubah menjadi
bentuk energi angin. Jadi, energi angin merupakan bentuk tidak langsung dari
energi matahari, karena angin dipengaruhi oleh pemanasan angin yang tidak
merata pada kerak bumi oleh matahari.
Konversi Energi
Energi angin dapat dikonversi atau ditransfer ke dalam bentuk energi lain seperti
listrik atau mekanik dengan menggunakan kincir atau turbin angin. Oleh karena
itu, kincir atau turbin angin sering disebut sebagai Sistem Konversi Energi Angin
(SKEA). Persamaan umum yang digunakan untuk mengkonversi atau merubah
energi angin menjadi energi lain sehingga bisa dimanfaatkan oleh manusia,
misalnya saja menjadi listrik adalah sebagai berikut:
P
1
Av3
2
............................................................................... (1.1)
dengan:
P : Daya (Watt)
A : Luas Penampang (m2)
ρ : Kerapatan udara (Kg/m3)
v : Kecepatan angin (m/s)
Daya yang disebabkan oleh energi. Daya angin berbanding lurus dengan
kerapatan udara, dan kubik kecepatan angin. Daya yang disebabkan oleh energi
kinetik aliran angin dengan kecepatan v, massa jenis ρ, yang melalui sebuah
penampang A.
Nilai A dapat dicari dengan menggunakan persamaan
A
2
d
4 , dimana d
adalah diameter turbin angin atau baling-baling. Nilai d diperoleh dengan
mengukur diameter putaran turbin angin. Untuk lebih memahami nilai d yang
dimaksud, dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini. Sedangkan nilai ρ pada suhu
270C adalah 1,2 kg/m3. Besar kecilnya nilai kerapatan udara (ρ) bergantung pada
temperatur udara, dimana semakin tinggi temperatur udara, maka nilai ρ akan
semakin kecil.
Energi yang terkandung pada angin adalah energi kinetik yang bisa
dikonversikan ke bentuk energi lain, misalnya saja energi listrik. Perubahan energi
angin menjadi energi listrik secara umum menggunakan turbin angin yang mampu
menggerakkan pompa air dan menghidupkan peralatan elektronik lain. Selain itu,
hasil konversi energi dapat membangkitkan energi listrik yang disebut dengan
Sistem Konversi Energi Angin (SKEA).
Sistem Hybrid
Kendaraan Hybrid ini merupakan teknologi terobosan baru yang selain
mampu menghemat konsumsi bahan bakar minyak juga bersifat ramah
lingkungan, yaitu dengan membantu mereduksi pencemaran udara akibat dari
pembakaran mesin kendaraan sehingga kelestarian lingkungan tetap terjaga.
Karena itu, mobil Hybrid mampu mengurangi pasokan polusi yang dihasilkan
oleh mobil-mobil konvensional.
Gaya Aerodinamik Pada Mobil
Apabila distribusi tekanan dan tegangan tersebut diintegralkan maka akan
dihasilkan gaya-gaya aerodinamis, yaitu gaya hambat aerodinamis (Drag Force)
dan gaya samping aerodinamis (Side Force). Adapun penjelasan tentang gaya
hambat dan gaya samping adalah sebagai berikut:
a. Gaya Hambat (Drag Force)
Drag force adalah gaya kebelakang yang mendorong mundur kendaraan
yang sedang bergerak sebagai akibat dari gangguan aliran udara yang ada
disekitar kendaraan. Gaya ini selalu berusaha untuk menghambat pergerakan
kendaraan sehingga terkadang kendaraan terasa berat ketika berjalan. Hal ini
diakibatkan karena gaya hambat yang ditimbulkan oleh aliran udara cukup
besar.
Berikut ini adalah nilai Coeffecient of Drag (cd) dari beberapa kendaraan
dan bentuk.
Tabel 2. Nilai cd dan bentuk beberapa kendaraan
Bentuk Kendaraan
Nilai cd
Bentuk Oven Convertible
0.5 – 0.7
Bentuk Van/Jeep
Commando
Bentuk Bus/Minibus
Bentuk Ponton
(Sedan Kotak)
Bentuk Lancip, Sport
Model Masda 323 1975
Model Fiat 127 1975
Model Citroen GS 1971
Bentuk Kendaraan
Model Alfa Romeo
Nilai cd
Giulia 1970
0.34
0.5 - 0.7
Model VW Passat 1978
0.41
0.6 – 0.8
Model Peugeot 504
0.39
0.4 – 0.55
Model BMW 520
0.43
0.3 – 0.4
0.52
0.41
0.30
Model Volvo 244 G1
Model Mercedez 280
Model Porche 1924
Model Renault Vesta
0.52
0.45
0.37
0.19
b. Gaya Samping (Side Force)
Jika aliran udara tidak sejajar dengan bidang simetri badan kendaraan, pola
aliran udara akan tidak simetris. Hal ini akan menyebabkan timbulnya
komponen gaya aerodinamik yang bekerja dalam bidang horizontal tapi dengan
arah kanan terhadap gaya hambat dan gaya angkat. Gaya ini disebut dengan
gaya samping aerodinamik FS (Aerodynamic side force).
Hasil dan Pembahasan
Hasil Penelitian
Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan diperoleh data hasil
penelitian sebagai berikut:
Tabel 3. Data Hasil Penelitian
No
.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Bagian Mobil
10
Depan
Samping Kiri
Samping Kanan
Cup Atas (Depan)
Cup Atas (Tengah)
Cup Atas
(Belakang)
Bawah
2,3
4,1
4,0
4,3
4,7
Kecepatan Mobil (Km/Jam)
20
30
Kecepatan Angin (m/s)
3,7
6,1
5,5
7,9
5,2
8,63
6,5
8,6
6,7
9,6
40
7,5
10,4
10,7
12,3
12,9
3,8
5,3
8,5
10,9
2,8
4,8
7,0
9,1
Pengukuran kecepatan angin pada setiap bagian mobil dilakukan sebanyak 3
kali pengulangan. Hal ini bertujuan untuk mengetahui rata-rata kecepatan angin
yang dihasilkan pada masing-masing bagian mobil. Data di atas merupakan ratarata kecepatan angin yang dihasilkan oleh masing-masing bagian mobil. Untuk
data hasil pengukuran di lapangan dapat dilihat pada Lampiran 1. Pengambilan
data tersebut tidak langsung dicatat ketika sudah ditunjukkan oleh alat ukur,
melainkan menunggu beberapa saat sampai muncul skala terukur yang konstan.
Berdasarkan Tabel 4 di atas, terlihat bahwa rata-rata kecepatan angin paling tinggi
terdapat pada bagian Cup atas (tengah) dengan kecepatan mobil 40 km/jam.
Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dianalisis dengan menggunakan
persamaan (1.1), diperoleh data hasil analisis sebagai berikut:
Tabel 4. Data hasil analisis
No
.
Bagian Mobil
10
Kecepatan Mobil (Km/Jam)
20
30
Daya Rata-Rata (watt)
40
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Depan
Samping Kiri
Samping
Kanan
Cup Atas
(Depan)
Cup Atas
(Tengah)
Cup Atas
(Belakang)
Bawah
0,020604
0,107509
0,088653
0,256314
0,338517
0,742229
0,625111
1,665687
0,097179
0,204267
0,944532
1,787513
0,116105
0,396430
0,936372
2,748409
0,159569
0,439992
1,323622
3,268518
0,079959
0,222196
0,935201
1,909474
0,032837
0,164136
0,512101
1,125816
Dari Tabel 4 di atas dapat dibuat kurva hubungan antara kecepatan mobil
terhadap daya listrik yang dihasilkan oleh setiap bagian mobil. Hal ini bertujuan
untuk melihat hubungan antara kecepatan mobil terhadap daya listrik yang
dihasilkan. Berikut ini kurva hubungan antara kecepatan mobil terhadap daya
listrik yang dihasilkan oleh setiap bagian mobil:
Gambar 1. Kurva hubungan antara daya listrik yang
dihasilkan dengan kecepatan mobil
Meninjau kembali Gambar 1 di atas, terlihat bahwa daya listrik yang
dihasilkan bagian Cup atas (tengah) merupakan titik yang menghasilkan daya
yang cukup besar yaitu 3,268 watt dengan kecepatan mobil 40 km/jam. Hal ini
disebabkan aliran udara pada bagian Cup atas cenderung lebih banyak dan rapat
jika dibandingkan dengan bagian-bagian mobil yang lain. Untuk lebih jelasnya,
pola aliran udara yang melewati bagian Cup atas dapat dilihat pada Gambar 4 di
bawah.
Gambar 4. Pola aliran udara yang melewati badan mobil
Sumber: (Azis dan Haryanto, 2011:21)
Hasil 3,268 watt ini merupakan daya yang dikonversi dalam jangka waktu
satu detik. Daya listrik sebesar 3,268 watt merupakan hasil konversi energi dalam
rentang waktu satu detik, maka seberapa besar daya listrik yang dihasilkan dalam
kurun waktu 60 menit. Berikut ini tabel daya listrik yang dihasilkan untuk
masing-masing bagian mobil dalam waktu 60 menit.
Tabel 5. Daya listrik pada setiap bagian Mobil dalam waktu 60 menit
Bagian Mobil
Depan
Samping Kiri
Samping Kanan
Cup Atas
(Depan)
Cup Atas
(Tengah)
Cup Atas
(Belakang)
Bawah
10
74,175
387,028
349,847
Kecepatan Mobil (km/jam)
20
30
Daya Listrik (watt)
319,152
1218,661
922,729
2672,024
735,359
3400,314
40
2250,402
5996,473
6435,049
417,978
1427,150
3370,938
9894,275
574,452
1583,971
4765,038
11766,670
287,853
118,212
799,907
590,890
3366,724
1843,564
6874,107
4052,939
Untuk bagian Cup atas depan dan Cup atas belakang mobil juga memiliki
potensi yang cukup bagus yaitu 2,748 watt dan 1,909 watt. Ketiga bagian Cup atas
ini, cenderung memiliki potensi yang bagus dibandingkan dengan bagian mobil
yang lain seperti bagian depan dan bawah dengan potensi energi cukup rendah.
Daya yang sebesar itu dihasilkan menggunakan turbin angin dengan tiga bilah
3
baling-baling yang memiliki luas area turbin 2,37 x10 m2. Kecilnya luasan area
untuk satu turbin angin, maka sangat memungkinkan jika pada bagian Cup atas
dengan luas area ± 4 m2 dipasang lebih dari satu turbin angin. Hal ini, tentu saja
akan meningkatkan daya listrik yang dihasilkan dalam setiap detiknya. Selain itu,
berdasarkan kurva di atas terlihat bawah daya yang dihasilkan hanya terbatas pada
kecepatan mobil 40 km/jam. Namun, dengan menggunakan persamaan garis
y aebx besarnya daya yang dihasilkan pada kecepatan mobil di atas 40 km/jam
bisa diprediksikan. Sebagai contoh, daya listrik yang dihasilkan pada bagian
depan mobil dengan kecepatan mobil 50 km/jam adalah sebesar 2,551 watt.
Berikut ini prediksi daya listrik yang dihasilkan pada setiap bagian mobil dengan
kecepatan mobil 50 km/jam.
Tabel 6. Prediksi daya listrik pada kecepatan mobil 50 km/jam
Bagian Mobil
Depan
Samping Kiri
Samping Kanan
Cup Atas Depan
Cup Atas Tengah
Cup Atas Belakang
Bawah
Prediksi Daya Listrik Yang Dihasilkan
(watt)
2,551
4,369
5,588
7,797
9,405
6,548
4,428
Hasil Tabel 6 di atas merupakan prediksi daya listrik yang dihasilkan dari
masing-masing bagian mobil yang diperoleh dengan mengalikan nilai (b) dan
bx
kecepatan mobil yang diinginkan (x), kemudian mengalikan hasil perhitungan e
dengan nilai (a). Nilai (a), (b) dan (x) dari setiap grafik hubungan antara
kecepatan mobil terhadap daya listrik untuk masing-masing bagian mobil beserta
perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 4. Nilai (a) dan (b) tersebut
diperoleh ketika menghubungkan kecepatan mobil dengan daya listrik yang
dihasilkan dari masing-masing bagian mobil dengan menggunakan software
microsoft excel, sedangkan nilai (x) merupakan nilai kecepatan mobil yang
diinginkan, dalam hal ini peneliti ingin memprediksi daya listrik yang dihasilkan
oleh setiap bagian mobil dengan kecepatan mobil 50 km/jam.
Faktor lain yang mempengaruhi besar kecilnya daya listrik yang
dihasilkan dari masing-masing bagian mobil adalah kecepatan mobil. Hal tersebut
bisa dilihat pada Gambar 1, dengan kecepatan yang divariasikan yakni 10 km/jam
sampai dengan 40 km/jam kecepatan angin yang diperoleh juga semakin
meningkat. Terlihat bahwa dengan kecepatan mobil 40 km/jam untuk semua
bagian mobil lebih besar jika dibandingkan dengan kecepatan mobil yang lain.
Jika kecepatan mobil semakin besar, maka kecepatan angin yang terukur akan
semakin bertambah besar pula. Begitu juga hasil konversi energi yang dalam hal
ini adalah daya listrik akan bertambah besar.
Melihat kembali bagian mobil yang mampu menghasilkan daya listrik
yang cukup besar yaitu 11,766 Kw dalam selang waktu 60 menit, maka pada titik
ini adalah posisi yang sangat baik untuk meletakkan turbin angin yang nantinya
akan mengkonversi energi gerak menjadi energi listrik. Pemanfaatan energi listrik
sebagai hasil konversi dari energi angin, mobil hybrid mampu mengurangi
konsumsi bahan bakar jika dibandingkan dengan mobil konvensional. Karena
mobil ini mampu menghemat penggunaan bahan bakar minyak, maka kendaraan
ini bisa menjadi salah satu solusi dalam menangani krisis energi baik di Indonesia
maupun di dunia. Kita asumsikan dengan menggunakan bahan bakar bensin 1 liter
dengan biaya Rp. 6.500 mobil mampu menempuh jarak 15 kilometer (Rp. 433,3
dalam 1 kilometer) sedangkan mobil listrik dengan harga per kilowattnya sebesar
Rp. 1.210 mampu menempuh jarak 7 kilometer. Biaya ini merupakan biaya yang
diperlukan untuk menempuh jarak 7 kilometer, berarti dalam jarak 1 kilometer
mobil hybrid hanya membutuhkan biaya sebesar Rp. 172,86 saja.
Perlu diketahui, mobil hybrid yang peneliti bandingkan dengan mobil
konvensional pada paragraf di atas merupakan mobil hybrid yang menggunakan
energi listrik untuk menjalankan kendaraan dengan cara discharge. Artinya, ketika
baterai atau aki yang berfungsi sebagai penampung listrik pada mobil sudah mulai
menepis mobil harus segera berhenti dan mengisi ulang baterai (discharge). Mobil
hybrid yang memanfaatkan energi angin yang melimpah di alam sebagai sumber
energi yang nantinya akan dikonversi oleh turbin angin menjadi energi listrik
sehingga bisa menjalankan kendaraan. Mobil hybrid jenis ini tidak perlu berhenti
untuk mengisi kembali baterai (discharge), karena selama turbin angin berputar
pasokan listrik ke baterai akan terus mengalir sehingga untuk menghasilkan daya
listrik sebesar 1 watt tanpa membutuhkan biaya.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang diperoleh, maka
peneliti dapat memberikan simpulan bahwa dari keseluruhan titik atau bagian
mobil yang diukur secara umum memiliki potensi energi angin yang tergolong
baik. Hal ini dapat dilihat dari besarnya daya listrik yang dihasilkan dari masingmasing bagian mobil. Namun dari setiap titik pengukuran, bagian Cup atas
(tengah) merupakan titik yang menghasilkan daya listrik paling besar
dibandingkan dengan titik-titik yang lain yaitu 3,268 watt pada kecepatan mobil
40 km/jam. Hal ini menunjukkan bahwa kecepatan mobil memiliki pengaruh yang
cukup besar terhadap daya listrik yang dihasilkan. Semakin tinggi kecepatan
mobil, maka daya listrik akan bertambah semakin besar pula
DAFTAR PUSTAKA
Atmika, I. K. A. dan I. P. Lokantara. 2010. Tinjauan Beban Aerodinamis Terhadap
Kinerja Stabilitas Arah Kendaraan. http://ojs.unud.ac.id/
index.php/jem/article/viewFile/2338/1543. 13 Februari 2014 (18:20)
Ihwan, A. dan I. Sota. 2010. Kajian Potensi Energi Angin untuk Perencanaan
Sistem Konversi Energi Angin (SKEA) di Kota Pontianak.
http://fmipa.unlam.ac.id/ Flux/wp- content/ uploads/ 2012/12/4.-AndiIhwan-Ibrahim-Sota.pdf. 28 Desember 2014 (16:35)
Rachman, A. 2012. Analisis Dan Pemetaan Potensi Energi Angin Di Indonesia.
http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20307824-S42323Akbar+Rachman.pdf. 12 Februari 2014 (11:17)
Roekettino, A. 2008. Perancangan Awal Dan Manufaktur Thermoelectric
Generator Menggunakan Dua Belas Modul Thermoelectric Untuk
Aplikasi Kendaraan Hibrid. http://lib.ui.ac.id/ opac/ui/detail. jsp?
id=124771&lokasi=lokal. 4 Maret 2014 (21:41)
Sam, A. dan D. Patabang. 2005. Studi Potensi Energi Angin Di Kota Palu Untuk
Membangkitkan Energi Listrik. http://jurnalsmartek.files.wordpress.
com/ 2012/ 04/3 _alimuddin-sam_daud- patabang-so-edit. pdf. 27
Desember 2013 (09:46)
Su’udi, A, A. Y. E. Risano dan A. A. Hakim. 2013. Pengaruh Penambahan Atap
Sekunder Kabin Mobil (Secondary Cabin Roof) Terhadap Gaya
Aerodinamis Dan Perilaku Arah Pada Mobil Sedan. http://
journal.eng.unila.ac.id/ index.php/ fema/article/ viewFile/ 59/ 53. 13
Februari 2014 (18:08)
Sucipto. 2008. Perancangan Dan Pembuatan Turbin Angin Aksial Sumbu
Horizontal Dua Sudu Dengan Diameter 3,5 Meter.
http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/617/. 30 Januari 2014 (15:12)
Sukaraharja, R, D. Rulianto, C. S. Wibowo dan H. Widhiarto. Cara Hemat
Penggunaan BBM Pada Kendaraan Bermotor.
http://litbang.esdm.go.id/images/stories//majalah_me_edisi_maret_20
12/edisi_maret_2012cara_hemat_penggunaan_bbm_pada_kendaraan
_bermotor.pdf. 4 Maret 2014 (22:16)
ARTIKEL
Analisis Potensi Energi Angin Pada Car Body
Oleh
Adib Pahrudin
NIM : 421 410 014
Telah diperiksa dan disetujui untuk diterbitkan
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Asri Arbie, M.Si
NIP. 19630417 199003 1 003
Supartin, M.Pd
NIP. 19760412 200312 2 004
Mengetahui,
Ketua Jurusan Fisika
Dr. rer. nat. Mohammad Jahja, M.Si
NIP. 19740217 199903 1 001
ANALISIS POTENSI ENERGI ANGIN PADA CAR BODY
1
Adib Pahrudin, Asrie Arbie, Supartin
Jurusan Fisika. Universitas Negeri Gorontalo. Gorontalo. Indonesia
11 November 2014
Email: adibpahrudin@gmail.com
Abstrak
Penelitian ini diawali dengan mengukur kecepatan angin dilokasi penelitian,
kemudian mengukur kecepatan angin pada masing-masing bagian mobil ketika
mobil sedang berjalan. Data hasil penelitian selanjutnya dihitung dengan
persamaan yang sudah ditetapkan, maka diperoleh besar daya listrik untuk setiap
bagian mobil. Tujuan kegiatan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi
energi angin pada Car Body dengan memanfaatkan angin sebagai sumber
energinya dan mengetahui pengaruh kecepatan mobil terhadap besarnya daya
listrik yang diperoleh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bagian Cup atas
(tengah) merupakan titik yang memiliki potensi energi angin cukup bagus yang
dapat dilihat dari besarnya daya listrik sebagai hasil konversi dari energi kinetik
menjadi energi listrik yaitu sebesar 3,268 watt dengan kecepatan mobil 40
km/jam. Sedangkan bagian mobil yang lain seperti bagian depan, samping kiri,
samping kanan, Cup atas (depan), Cup atas (belakang) dan bagian bawah
menghasilkan daya listrik sebesar 0,625 watt, 1,666 watt, 1,787 watt, 2,748 watt,
1,909 watt dan 1,126 watt. Selain itu, kecepatan mobil memiliki pengaruh yang
signifikan terhadap daya listrik yang dihasilkan dari masing-masing bagian mobil.
Semakin tinggi kecepatan mobil, maka daya listrik yang dihasilkan akan
bertambah besar pula.
Kata Kunci : Energi Angin, Car Body, Kecepatan Angin, Kecepatan Mobil
Abstract
This research began by measuring the speed of wind in the spot of research, then
measuring the speed of wind in parts of car when the car is running. The result of
research then counted with the formula which has been determined, thus it
obtained the power of electricity for each car. The aim of this research is to know
the potency of wind energy of car body by using wind as a source of the energy
and knowing the influence of car speed toward the amount of electricity which has
been obtained. The result shows that Cup Up (middle) is the core that has good
enough wind potency energy which can be seen from the power of electricity as
conversion result from kinetic energy become electricity energy that show 3,268
watt with the car speed about 40 km/hour. The other parts of car such as front part,
left part, right part, Cup Up (front), Cup Up (back) and bottom part produced
electricity power about 0,625 watt, 1,666 watt, 1, 787 watt, 2,748 watt, 1,909 watt
1 Adib Pahrudin, 421410014, Jurusan Fisika, Program Studi S1 Pendidikan Fisika,
Fakultas MIPA, Drs. Asri Arbie, M.Si, Supartin, M.Pd
and 1, 126 watt. Instead of it, the speed of car has significant influence toward
electricity power which produced from each parts of car. The more speed of car,
then the more electricity power will be obtained.
Key Words: Wind Energy, Car Body, Wind Speed, Car Speed
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi dewasa ini kian meningkat baik di negara maju maupun
negara berkembang seperti di Indonesia. Diketahui bahwa lebih dari 82%
konsumsi energi komersial berasal dari minyak bumi, maka suatu saat Indonesia
akan mengalami krisis energi. Meninjau permasalahan krisis energi yang akan
dialami oleh negara-negara berkembang, maka perlu diadakan pemanfaatan jenis
energi baru yang jumlahnya sudah pasti tidak terbatas. Dalam hal ini, dengan
memanfaatkan energi angin sebagai energi yang terbarukan. Sebagaimana kita
ketahui bersama bahwa di negara berkembang, misalnya saja di Indonesia
memiliki potensi energi angin yang sangat melimpah.
Menurut ESDM (dalam Sukaraharja dkk) mengatakan “peningkatan
pemakaian BBM ini jadi sesuatu yang ramai dibahas sehubungan dengan adanya
kenaikan harga dan masih terdapatnya komponen subsidi. Sebagai contoh pada
tahun 2011 target subsidi BBM sebesar Rp 129,7 triliun, kenyataannya realisasi
mencapai Rp 165,2 triliun atau 127,4 persen, informasi ini disampaikan oleh
Dirjen Perhubungan Darat, dalam acara Focus Group Discussion (FGD) Tenov
Institute tanggal 4 April 2012. Distribusi realisasi subsidi BBM tersebut adalah
angkutan umum hanya mengkonsumsi 3%, sedangkan mobil barang 4%,
konsumsi terbesar adalah sepeda motor 40% dan mobil pribadi 53%”.
Tabel 1. Pertumbuhan Kendaraan di Indonesia dari Tahun 2005-2010
Tahun (Juta Unit)
Jenis
Kendaraan
2005
2006 2007
2008
2009
2010
Sepeda
5
7
9
10
10
11
Motor
Mobil
29
33
42
48
52
54
Pribadi
Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa pertumbuhan kendaraan baik sepeda
motor maupun mobil pribadi selalu meningkat setiap tahunnya. Peningkatan
pertumbuhan kendaraan ini tentu saja memiliki dampak yang sangat signifikan
terhadap kebutuhan bahan bakar minyak baik bensin ataupun solar. Kita ketahui
bersama bahwa persediaan energi fosil saat ini kian menipis, hal ini dikarenakan
sumber energi pokok saat ini merupakan sumber energi yang tidak dapat
terbaharui. Melihat permasalahan di atas, maka perlu adanya pemanfaatan sumber
energi yang mampu mengurangi konsumsi bahan bakar minyak. Salah satunya
dengan memanfaatkan sumber energi yang melimpah dan dapat terbaharui, yaitu
angin. Energi kinetik yang terkandung dalam angin dapat dikonversi ke bentuk
energi lain, misalnya saja menjadi energi listrik. Memanfaatkan angin sebagai
pembangkit listrik mungkin sudah sering kita dengar. Namun, bagaimana jika
energi angin ini dimanfaatkan sebagai sumber energi yang mampu menjalankan
kendaraan. Hal ini tentu saja sangat berguna ditengah krisis energi yang dialami
Indonesia maupun dunia. Oleh karena itu, perlu adanya pengujian awal mengenai
potensi energi angin sebagai pengganti bahan bakar minyak. Berdasarkan
permasalahan tersebut, maka dilakukan penelitian dengan judul: ”Analisis
Potensi Energi Angin Pada Car Body”.
KAJIAN TEORI
Pengertian Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari daerah yang memiliki tekanan udara
yang tinggi menuju ke daerah yang bertekanan yang lebih rendah. Perbedaan
tersebut terjadi karena radiasi yang dipancarkan oleh matahari tidak sama disetiap
lokasi. Selain itu, perbedaan tekanan dapat terjadi karena adanya perbedaan
tingkat kerapatan udara.
Energi Angin
Energi merupakan suatu kekuatan yang dimiliki oleh suatu zat sehingga zat
tersebut mempunyai pengaruh pada keadaan sekitarnya. Disekitar kita begitu
banyak bentuk-bentuk energi yang tentu saja bisa dimanfaatkan untuk memenuhi
kebutuhan energi nasional. Salah satunya adalah energi angin yang jumlahnya
sangat tidak terbatas dan banyak dimanfaatkan untuk meringankan kerja manusia.
Angin yang bergerak akan menghasilkan sebuah energi baru yang disebut dengan
energi gerak atau energi kinetik. Energi gerak inilah yang nantinya bisa
dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia.
Energi angin merupakan sumber energi yang tersedia dalam jumlah yang
tidak terbatas di muka bumi. Energi angin adalah energi yang terkandung pada
massa udara yang bergerak. Pada dasarnya, energi angin berasal dari energi
matahari. Radiasi yang di berikan oleh matahari terhadap permukaan bumi
menyebabkan perbedaan temperatur dan sudah pasti akan berbeda pula
tekanannya. Perbedaan tekanan inilah akan menghasilkan sebuah aliran fluida
yang kemudian menghasilkan angin.
Hampir semua energi yang terbarukan itu, termasuk energi pasang surut,
arus dan gelombang air, bahkan energi fosil berasal dari energi matahari. Matahari
meradiasikan 1,74 × 1017 Joule energi ke permukaan bumi pada setiap detiknya.
Sekitar 1% hingga 2% dari energi yang datang dari matahari diubah menjadi
bentuk energi angin. Jadi, energi angin merupakan bentuk tidak langsung dari
energi matahari, karena angin dipengaruhi oleh pemanasan angin yang tidak
merata pada kerak bumi oleh matahari.
Konversi Energi
Energi angin dapat dikonversi atau ditransfer ke dalam bentuk energi lain seperti
listrik atau mekanik dengan menggunakan kincir atau turbin angin. Oleh karena
itu, kincir atau turbin angin sering disebut sebagai Sistem Konversi Energi Angin
(SKEA). Persamaan umum yang digunakan untuk mengkonversi atau merubah
energi angin menjadi energi lain sehingga bisa dimanfaatkan oleh manusia,
misalnya saja menjadi listrik adalah sebagai berikut:
P
1
Av3
2
............................................................................... (1.1)
dengan:
P : Daya (Watt)
A : Luas Penampang (m2)
ρ : Kerapatan udara (Kg/m3)
v : Kecepatan angin (m/s)
Daya yang disebabkan oleh energi. Daya angin berbanding lurus dengan
kerapatan udara, dan kubik kecepatan angin. Daya yang disebabkan oleh energi
kinetik aliran angin dengan kecepatan v, massa jenis ρ, yang melalui sebuah
penampang A.
Nilai A dapat dicari dengan menggunakan persamaan
A
2
d
4 , dimana d
adalah diameter turbin angin atau baling-baling. Nilai d diperoleh dengan
mengukur diameter putaran turbin angin. Untuk lebih memahami nilai d yang
dimaksud, dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini. Sedangkan nilai ρ pada suhu
270C adalah 1,2 kg/m3. Besar kecilnya nilai kerapatan udara (ρ) bergantung pada
temperatur udara, dimana semakin tinggi temperatur udara, maka nilai ρ akan
semakin kecil.
Energi yang terkandung pada angin adalah energi kinetik yang bisa
dikonversikan ke bentuk energi lain, misalnya saja energi listrik. Perubahan energi
angin menjadi energi listrik secara umum menggunakan turbin angin yang mampu
menggerakkan pompa air dan menghidupkan peralatan elektronik lain. Selain itu,
hasil konversi energi dapat membangkitkan energi listrik yang disebut dengan
Sistem Konversi Energi Angin (SKEA).
Sistem Hybrid
Kendaraan Hybrid ini merupakan teknologi terobosan baru yang selain
mampu menghemat konsumsi bahan bakar minyak juga bersifat ramah
lingkungan, yaitu dengan membantu mereduksi pencemaran udara akibat dari
pembakaran mesin kendaraan sehingga kelestarian lingkungan tetap terjaga.
Karena itu, mobil Hybrid mampu mengurangi pasokan polusi yang dihasilkan
oleh mobil-mobil konvensional.
Gaya Aerodinamik Pada Mobil
Apabila distribusi tekanan dan tegangan tersebut diintegralkan maka akan
dihasilkan gaya-gaya aerodinamis, yaitu gaya hambat aerodinamis (Drag Force)
dan gaya samping aerodinamis (Side Force). Adapun penjelasan tentang gaya
hambat dan gaya samping adalah sebagai berikut:
a. Gaya Hambat (Drag Force)
Drag force adalah gaya kebelakang yang mendorong mundur kendaraan
yang sedang bergerak sebagai akibat dari gangguan aliran udara yang ada
disekitar kendaraan. Gaya ini selalu berusaha untuk menghambat pergerakan
kendaraan sehingga terkadang kendaraan terasa berat ketika berjalan. Hal ini
diakibatkan karena gaya hambat yang ditimbulkan oleh aliran udara cukup
besar.
Berikut ini adalah nilai Coeffecient of Drag (cd) dari beberapa kendaraan
dan bentuk.
Tabel 2. Nilai cd dan bentuk beberapa kendaraan
Bentuk Kendaraan
Nilai cd
Bentuk Oven Convertible
0.5 – 0.7
Bentuk Van/Jeep
Commando
Bentuk Bus/Minibus
Bentuk Ponton
(Sedan Kotak)
Bentuk Lancip, Sport
Model Masda 323 1975
Model Fiat 127 1975
Model Citroen GS 1971
Bentuk Kendaraan
Model Alfa Romeo
Nilai cd
Giulia 1970
0.34
0.5 - 0.7
Model VW Passat 1978
0.41
0.6 – 0.8
Model Peugeot 504
0.39
0.4 – 0.55
Model BMW 520
0.43
0.3 – 0.4
0.52
0.41
0.30
Model Volvo 244 G1
Model Mercedez 280
Model Porche 1924
Model Renault Vesta
0.52
0.45
0.37
0.19
b. Gaya Samping (Side Force)
Jika aliran udara tidak sejajar dengan bidang simetri badan kendaraan, pola
aliran udara akan tidak simetris. Hal ini akan menyebabkan timbulnya
komponen gaya aerodinamik yang bekerja dalam bidang horizontal tapi dengan
arah kanan terhadap gaya hambat dan gaya angkat. Gaya ini disebut dengan
gaya samping aerodinamik FS (Aerodynamic side force).
Hasil dan Pembahasan
Hasil Penelitian
Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan diperoleh data hasil
penelitian sebagai berikut:
Tabel 3. Data Hasil Penelitian
No
.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Bagian Mobil
10
Depan
Samping Kiri
Samping Kanan
Cup Atas (Depan)
Cup Atas (Tengah)
Cup Atas
(Belakang)
Bawah
2,3
4,1
4,0
4,3
4,7
Kecepatan Mobil (Km/Jam)
20
30
Kecepatan Angin (m/s)
3,7
6,1
5,5
7,9
5,2
8,63
6,5
8,6
6,7
9,6
40
7,5
10,4
10,7
12,3
12,9
3,8
5,3
8,5
10,9
2,8
4,8
7,0
9,1
Pengukuran kecepatan angin pada setiap bagian mobil dilakukan sebanyak 3
kali pengulangan. Hal ini bertujuan untuk mengetahui rata-rata kecepatan angin
yang dihasilkan pada masing-masing bagian mobil. Data di atas merupakan ratarata kecepatan angin yang dihasilkan oleh masing-masing bagian mobil. Untuk
data hasil pengukuran di lapangan dapat dilihat pada Lampiran 1. Pengambilan
data tersebut tidak langsung dicatat ketika sudah ditunjukkan oleh alat ukur,
melainkan menunggu beberapa saat sampai muncul skala terukur yang konstan.
Berdasarkan Tabel 4 di atas, terlihat bahwa rata-rata kecepatan angin paling tinggi
terdapat pada bagian Cup atas (tengah) dengan kecepatan mobil 40 km/jam.
Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dianalisis dengan menggunakan
persamaan (1.1), diperoleh data hasil analisis sebagai berikut:
Tabel 4. Data hasil analisis
No
.
Bagian Mobil
10
Kecepatan Mobil (Km/Jam)
20
30
Daya Rata-Rata (watt)
40
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Depan
Samping Kiri
Samping
Kanan
Cup Atas
(Depan)
Cup Atas
(Tengah)
Cup Atas
(Belakang)
Bawah
0,020604
0,107509
0,088653
0,256314
0,338517
0,742229
0,625111
1,665687
0,097179
0,204267
0,944532
1,787513
0,116105
0,396430
0,936372
2,748409
0,159569
0,439992
1,323622
3,268518
0,079959
0,222196
0,935201
1,909474
0,032837
0,164136
0,512101
1,125816
Dari Tabel 4 di atas dapat dibuat kurva hubungan antara kecepatan mobil
terhadap daya listrik yang dihasilkan oleh setiap bagian mobil. Hal ini bertujuan
untuk melihat hubungan antara kecepatan mobil terhadap daya listrik yang
dihasilkan. Berikut ini kurva hubungan antara kecepatan mobil terhadap daya
listrik yang dihasilkan oleh setiap bagian mobil:
Gambar 1. Kurva hubungan antara daya listrik yang
dihasilkan dengan kecepatan mobil
Meninjau kembali Gambar 1 di atas, terlihat bahwa daya listrik yang
dihasilkan bagian Cup atas (tengah) merupakan titik yang menghasilkan daya
yang cukup besar yaitu 3,268 watt dengan kecepatan mobil 40 km/jam. Hal ini
disebabkan aliran udara pada bagian Cup atas cenderung lebih banyak dan rapat
jika dibandingkan dengan bagian-bagian mobil yang lain. Untuk lebih jelasnya,
pola aliran udara yang melewati bagian Cup atas dapat dilihat pada Gambar 4 di
bawah.
Gambar 4. Pola aliran udara yang melewati badan mobil
Sumber: (Azis dan Haryanto, 2011:21)
Hasil 3,268 watt ini merupakan daya yang dikonversi dalam jangka waktu
satu detik. Daya listrik sebesar 3,268 watt merupakan hasil konversi energi dalam
rentang waktu satu detik, maka seberapa besar daya listrik yang dihasilkan dalam
kurun waktu 60 menit. Berikut ini tabel daya listrik yang dihasilkan untuk
masing-masing bagian mobil dalam waktu 60 menit.
Tabel 5. Daya listrik pada setiap bagian Mobil dalam waktu 60 menit
Bagian Mobil
Depan
Samping Kiri
Samping Kanan
Cup Atas
(Depan)
Cup Atas
(Tengah)
Cup Atas
(Belakang)
Bawah
10
74,175
387,028
349,847
Kecepatan Mobil (km/jam)
20
30
Daya Listrik (watt)
319,152
1218,661
922,729
2672,024
735,359
3400,314
40
2250,402
5996,473
6435,049
417,978
1427,150
3370,938
9894,275
574,452
1583,971
4765,038
11766,670
287,853
118,212
799,907
590,890
3366,724
1843,564
6874,107
4052,939
Untuk bagian Cup atas depan dan Cup atas belakang mobil juga memiliki
potensi yang cukup bagus yaitu 2,748 watt dan 1,909 watt. Ketiga bagian Cup atas
ini, cenderung memiliki potensi yang bagus dibandingkan dengan bagian mobil
yang lain seperti bagian depan dan bawah dengan potensi energi cukup rendah.
Daya yang sebesar itu dihasilkan menggunakan turbin angin dengan tiga bilah
3
baling-baling yang memiliki luas area turbin 2,37 x10 m2. Kecilnya luasan area
untuk satu turbin angin, maka sangat memungkinkan jika pada bagian Cup atas
dengan luas area ± 4 m2 dipasang lebih dari satu turbin angin. Hal ini, tentu saja
akan meningkatkan daya listrik yang dihasilkan dalam setiap detiknya. Selain itu,
berdasarkan kurva di atas terlihat bawah daya yang dihasilkan hanya terbatas pada
kecepatan mobil 40 km/jam. Namun, dengan menggunakan persamaan garis
y aebx besarnya daya yang dihasilkan pada kecepatan mobil di atas 40 km/jam
bisa diprediksikan. Sebagai contoh, daya listrik yang dihasilkan pada bagian
depan mobil dengan kecepatan mobil 50 km/jam adalah sebesar 2,551 watt.
Berikut ini prediksi daya listrik yang dihasilkan pada setiap bagian mobil dengan
kecepatan mobil 50 km/jam.
Tabel 6. Prediksi daya listrik pada kecepatan mobil 50 km/jam
Bagian Mobil
Depan
Samping Kiri
Samping Kanan
Cup Atas Depan
Cup Atas Tengah
Cup Atas Belakang
Bawah
Prediksi Daya Listrik Yang Dihasilkan
(watt)
2,551
4,369
5,588
7,797
9,405
6,548
4,428
Hasil Tabel 6 di atas merupakan prediksi daya listrik yang dihasilkan dari
masing-masing bagian mobil yang diperoleh dengan mengalikan nilai (b) dan
bx
kecepatan mobil yang diinginkan (x), kemudian mengalikan hasil perhitungan e
dengan nilai (a). Nilai (a), (b) dan (x) dari setiap grafik hubungan antara
kecepatan mobil terhadap daya listrik untuk masing-masing bagian mobil beserta
perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 4. Nilai (a) dan (b) tersebut
diperoleh ketika menghubungkan kecepatan mobil dengan daya listrik yang
dihasilkan dari masing-masing bagian mobil dengan menggunakan software
microsoft excel, sedangkan nilai (x) merupakan nilai kecepatan mobil yang
diinginkan, dalam hal ini peneliti ingin memprediksi daya listrik yang dihasilkan
oleh setiap bagian mobil dengan kecepatan mobil 50 km/jam.
Faktor lain yang mempengaruhi besar kecilnya daya listrik yang
dihasilkan dari masing-masing bagian mobil adalah kecepatan mobil. Hal tersebut
bisa dilihat pada Gambar 1, dengan kecepatan yang divariasikan yakni 10 km/jam
sampai dengan 40 km/jam kecepatan angin yang diperoleh juga semakin
meningkat. Terlihat bahwa dengan kecepatan mobil 40 km/jam untuk semua
bagian mobil lebih besar jika dibandingkan dengan kecepatan mobil yang lain.
Jika kecepatan mobil semakin besar, maka kecepatan angin yang terukur akan
semakin bertambah besar pula. Begitu juga hasil konversi energi yang dalam hal
ini adalah daya listrik akan bertambah besar.
Melihat kembali bagian mobil yang mampu menghasilkan daya listrik
yang cukup besar yaitu 11,766 Kw dalam selang waktu 60 menit, maka pada titik
ini adalah posisi yang sangat baik untuk meletakkan turbin angin yang nantinya
akan mengkonversi energi gerak menjadi energi listrik. Pemanfaatan energi listrik
sebagai hasil konversi dari energi angin, mobil hybrid mampu mengurangi
konsumsi bahan bakar jika dibandingkan dengan mobil konvensional. Karena
mobil ini mampu menghemat penggunaan bahan bakar minyak, maka kendaraan
ini bisa menjadi salah satu solusi dalam menangani krisis energi baik di Indonesia
maupun di dunia. Kita asumsikan dengan menggunakan bahan bakar bensin 1 liter
dengan biaya Rp. 6.500 mobil mampu menempuh jarak 15 kilometer (Rp. 433,3
dalam 1 kilometer) sedangkan mobil listrik dengan harga per kilowattnya sebesar
Rp. 1.210 mampu menempuh jarak 7 kilometer. Biaya ini merupakan biaya yang
diperlukan untuk menempuh jarak 7 kilometer, berarti dalam jarak 1 kilometer
mobil hybrid hanya membutuhkan biaya sebesar Rp. 172,86 saja.
Perlu diketahui, mobil hybrid yang peneliti bandingkan dengan mobil
konvensional pada paragraf di atas merupakan mobil hybrid yang menggunakan
energi listrik untuk menjalankan kendaraan dengan cara discharge. Artinya, ketika
baterai atau aki yang berfungsi sebagai penampung listrik pada mobil sudah mulai
menepis mobil harus segera berhenti dan mengisi ulang baterai (discharge). Mobil
hybrid yang memanfaatkan energi angin yang melimpah di alam sebagai sumber
energi yang nantinya akan dikonversi oleh turbin angin menjadi energi listrik
sehingga bisa menjalankan kendaraan. Mobil hybrid jenis ini tidak perlu berhenti
untuk mengisi kembali baterai (discharge), karena selama turbin angin berputar
pasokan listrik ke baterai akan terus mengalir sehingga untuk menghasilkan daya
listrik sebesar 1 watt tanpa membutuhkan biaya.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang diperoleh, maka
peneliti dapat memberikan simpulan bahwa dari keseluruhan titik atau bagian
mobil yang diukur secara umum memiliki potensi energi angin yang tergolong
baik. Hal ini dapat dilihat dari besarnya daya listrik yang dihasilkan dari masingmasing bagian mobil. Namun dari setiap titik pengukuran, bagian Cup atas
(tengah) merupakan titik yang menghasilkan daya listrik paling besar
dibandingkan dengan titik-titik yang lain yaitu 3,268 watt pada kecepatan mobil
40 km/jam. Hal ini menunjukkan bahwa kecepatan mobil memiliki pengaruh yang
cukup besar terhadap daya listrik yang dihasilkan. Semakin tinggi kecepatan
mobil, maka daya listrik akan bertambah semakin besar pula
DAFTAR PUSTAKA
Atmika, I. K. A. dan I. P. Lokantara. 2010. Tinjauan Beban Aerodinamis Terhadap
Kinerja Stabilitas Arah Kendaraan. http://ojs.unud.ac.id/
index.php/jem/article/viewFile/2338/1543. 13 Februari 2014 (18:20)
Ihwan, A. dan I. Sota. 2010. Kajian Potensi Energi Angin untuk Perencanaan
Sistem Konversi Energi Angin (SKEA) di Kota Pontianak.
http://fmipa.unlam.ac.id/ Flux/wp- content/ uploads/ 2012/12/4.-AndiIhwan-Ibrahim-Sota.pdf. 28 Desember 2014 (16:35)
Rachman, A. 2012. Analisis Dan Pemetaan Potensi Energi Angin Di Indonesia.
http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20307824-S42323Akbar+Rachman.pdf. 12 Februari 2014 (11:17)
Roekettino, A. 2008. Perancangan Awal Dan Manufaktur Thermoelectric
Generator Menggunakan Dua Belas Modul Thermoelectric Untuk
Aplikasi Kendaraan Hibrid. http://lib.ui.ac.id/ opac/ui/detail. jsp?
id=124771&lokasi=lokal. 4 Maret 2014 (21:41)
Sam, A. dan D. Patabang. 2005. Studi Potensi Energi Angin Di Kota Palu Untuk
Membangkitkan Energi Listrik. http://jurnalsmartek.files.wordpress.
com/ 2012/ 04/3 _alimuddin-sam_daud- patabang-so-edit. pdf. 27
Desember 2013 (09:46)
Su’udi, A, A. Y. E. Risano dan A. A. Hakim. 2013. Pengaruh Penambahan Atap
Sekunder Kabin Mobil (Secondary Cabin Roof) Terhadap Gaya
Aerodinamis Dan Perilaku Arah Pada Mobil Sedan. http://
journal.eng.unila.ac.id/ index.php/ fema/article/ viewFile/ 59/ 53. 13
Februari 2014 (18:08)
Sucipto. 2008. Perancangan Dan Pembuatan Turbin Angin Aksial Sumbu
Horizontal Dua Sudu Dengan Diameter 3,5 Meter.
http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/617/. 30 Januari 2014 (15:12)
Sukaraharja, R, D. Rulianto, C. S. Wibowo dan H. Widhiarto. Cara Hemat
Penggunaan BBM Pada Kendaraan Bermotor.
http://litbang.esdm.go.id/images/stories//majalah_me_edisi_maret_20
12/edisi_maret_2012cara_hemat_penggunaan_bbm_pada_kendaraan
_bermotor.pdf. 4 Maret 2014 (22:16)