Jurnal Teknik f,nergi, Vol.l , No.l, April20ll ISSN 2089 - 2s2?

PERFOR}{ANSI GENSET BENSIN 2OOO W YANG DIMODIFII({SI tr{ENJADI GENSETBERBAHAN BAKAR BIOG.{S

Maridjo, Tina Mulya Gantina dan M.Taufiq Samudra

Jurusan Teknik Konversi Energi - Politeknik Negeri BandungJl. Gegerkatong Hitir, Ds Ciwaruga - Bandung 40551

Email : mmaridjo@gmail.com

AbstractBiogas * one of e eW alternative sources, produced from organic materials degradation in anaerobcondition that has economically and availability advantages. This research hid been conducled nconvert biogas to electic power or as knoin as bio-electric which using a modified carburetor ofgasoline genset converter Biogas was producedfrom cow's manureferm"rition, locLted at Gin MekarKecamatan Cilengkrang, Kabupaten Bandung. Methane (CH) concentration was 40%from the biogaswith potential energt 43,5 MJ/kg. The result showed that genset with biogas as fuel coild reach 9g9 l{oulput of capacity with 2,9 5 x I f kg/s offuel consumption and I I ,9o% of maximum eficiency. compare togasoline as a fuel, the resuh showed l2-t 9 w output of capdcity with 1,63 x l0' kg/s offu"i ,orrinptionand 17,2.'% of maximum. Therefore. to have same outpfi;fcapacitv, a genset witi bi;;as asfuer is'moreconsuming than gensetwith gasoline asfuel.

Keywords : peryformance, genset 2000 w, biogas

memasak, dan penerangan. Biasanya biogasdimanfaatkan untuk proses pembakaran.Namun, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia(LIPI) Bandung telah mengembangkan biogasyang dikonversi ke energi listrik yang bemamabioelektrik dengan konverter berupa gensetbensin yang telah dimodifikasi. Genset biogasadalah generator yang menghasilkan energilistrik berbahan bakar biogas. Genset biogismerulnkan suatu inovasi teknologi yang akanberdampak luas, konservasi lingkungan danyang tqtpenting adalah keqampuannya dalammensuEStitusi sumber enerli tak terbarukan,dimana.saat ini cadangan minyak bumi dan gasalam yang semakin menipis. Bahan baku energiyang dipakai adalah kotoran sapi. Hal inidikarenakan besamya potensi sumber energiterbarukan di Kabupaten Bandung yang berasildari kotoran temak sapi. Salah satu daerah yangmemiliki potensi terbesar berada di Desa'GiriMekar, Kecamatan Cilengkrang, KabupatenBandung. Di pedesaan yang sebagian

-besar

penduduknya peremak ini, memiliki 2.000 "ko.sapi yang menghasilkan 300 ton kotoran tiap

harinya.

Bioelektrk berbasis kotoran sapi ini sangatrelevan karena berdasarkan data )007, samiaisaat ini masih ada 1.500 kepala keluarga d'ri11.000 kepala keluarga yang beluri bisamenikmali listrik di Kecarnatai Cilengkrangteisebut. Dengan memanfaatkan broelektrik.

PENDAHUI,UAN

Kebutuhan pasokan listrik meningkattajam sehubungan dengan laju pertambahanpenduduk dan perkembangan aktivitas ekonomi.Kebutuhan pasokan listrik untuk peneranganrumah tangga di daerah pedesaan, sebagianbesar dipenuhi dari bahan bakar berupa kayu,sedangkan penggunaan minyak bumi dan gasalam belum terjangkau secara ekonomi olehmasyarakat kalangan bawih. Dampak dari haltersebut adalah, terjadinya penebangan pohonsecara tak terkendali yang berakibat padapenurunan kemampuan bumi dalam menyerapgas CO,. 'lerganggunya keseimbangan alam initelah menyebabkan te{adinya efek gas rumahkaca, sehingga memicu te{adinya pemanasanglobal. Pencarian sumber energi altematif yangmurah dan mudah akan membantu masvarakatdalam meringanJ<an beban masyarakat din jugameminimalisir terjadinya keruiakan hutan dinpencemaran lingkungan.

Salah satu sumber energi altematif yangmurah dan mudah disediakan di linghrngaipedesaan adalah biogas yang dihasilian Jaripenguraian biomassa secara anaerob. Energibiogas dapat diperoleh dari air timbah rumaltangga seperti kotoran cair dari petemakankerbau, sapi,-babi. Biogas merupakan campurangas metana dan karbon dioksida sehingga dapatdibakar seperti layaknya gas elpi;i- uniuk

6

Jurnrl Teknik Energi, Vol.l , No.l, April20ll

METODOLOGI .

Dalam melakukan penelitian ini metodologi inimetodologi yang dilakukan adalah metodepengujian. tahapan penelirian mcliputi :

l. Mengkaji karakteristik biogas, Untukmengetahui kbmposisi dari biogas yangbertujuan untuk mengetahui persen metansebagai bahan bakar genset biogas danpenentuan LHV biogas.

2. Modifikasi genset dilakukan pada bagiankarburator dan ruang bakar serta pelepasanruang pelampung pada gensel.

3. Pengujian performansi genset ALGENberbahan bakar bensin dengan kapasitasmaksimal 2000 Watt yang telah dimodifikasimenj adi menggunakan bahan bakar biogas.

Pelaksanaan pengujian dibagi menjadi 2penguj ian yaitu:

Penguj ian genset dengan menggunakanbahan bakar bensin

Penguj ian genset dengan menggunakanbahan bakar biogas.

ISSN 2089 - 2527

I

2

I I

..4r.^rEr -a- -a!r r

Gambar 1. Kaburator genset

Alat dan Skema instalasi Pengujian

Genset yang digunakan memiliki spesifikasisebagai berikut :

Name : ALGEN Gasoline GensetGenerator Type : Single - phase, AC generatorGenerating Capacity :2 kWVoltage . 2201/Frequenqt : 50 HzMotor Type : I -cylinder,4 - strokeEngine Speed : j000 rpmFuel : no lead gasolineO : SAElSll - 40 SFOil Capacity ; 500 nlFuel Tbnk Capacity : 6 IDimension (LxWxH) : 445 x 385 x 375 mmNet Weight : 28 kg

Skema instalasi pengujian :

Kcterangan: genset: meter arus: meter tegangan: beban

GAC

R

RGA

7

masyarakat bisa mendapatkan energi 700 wattdari tiga ekor sapi. Selain itu, mereka bisamenghemat penggunaan bahan bakar minyakatau gas untuk memasak dan solar sampai 70persen. Di mana dari setiap kepala keluarga yangmemiliki tiga ekor sapi per harinya akandihasilkan 45 kg kotoran. Selanjutnya, kotoranitu dicampur air dengan perbandingan I :2.

Sehubungan dengan hal tersebut, makaperlu dilakukan upaya yang sistematis untukmenerapkan energi alternatif yang layak bagimasyarakat tersebut. Dengan latar belakangyang telah dipaparkan di atas, maka penulismembuat penelitian denganjudul " P erformansigenset bensin 2000 watt yang dimodifikasimenjadi genset berbahan bakar Biogas" ,untukmenguji dan menganalisis sejauh mana potensiyang dimiliki oleh biogas yang dikonversimenjadi bioelektrik dengan menggunakangenset berbahan bakar bensin tersebut. Dengandidukung ketersedian bahan baku di Iingkungansekitar petemakan, yang pada umumnya bersifatkontinyu sehingga sangat cocok diterapkanteknologi reaktor dengan tipe continuou.s.Modifikasi genset berbahan bakar biogas inidiharapkan dapat menaikkan performansi darigenset biogas yang lain dan terjangkau untukdipergunakan oleh masyarakat.

Gambar 2. Skema instalasi pengujian

Analisis Performansi Genset Bensin

Performansi genset meruPakanindikator nilai yang digunakan untukmengetahui tingkat keberhasilan motor untuk

melakukan konversi energi kimia bahan bakar

menjadi energi mekanik. Untuk mengetahui

performansi dari genset maka perlu dilakukanpcngul:uran terhadap parameter-parameter yang

iermasuk dalam performansi mesin. Beberapa

parameter performansi genset adalah sebagai

berikut :

Daya output yang dibangkitkan

Pada gcnset, daya yang berguna adalah daya

listnk yang bentuk outputnya adalah daya I fasa

yang d ibangk il kan oleh gencralor yairu:

P,,,, : l/,"^ x 1",,, (l)

.Iurnal Tcknik Enersi, \bl.l , No l. April20ll

Keterangan :

P-,, = Daya output genset (kW)

V* : Tegangan (V)I* = Arus (A)

Pemakaian bahan trakar spesifik (SFC)

Parameter ini biasa dipakai sebagai ukuran

ekonomi pemakaian bahan bakar karena SFC

menyatakan banyaknya bahan bakar yang

terpakai per jam untuk setiap daya yang

dihasitkan. Harga SFC yang lebih rendah

menyatakan cfisiensi yang lebih tinggi.

SFC = m,,,, I P.,,, ks/W.h) (2)

Keterangan:m* = Laju alir bahan bakar (kg/s)

E,' = Encrgi bahan bakar (kW)

a. Efisiensi termal

Efisiensi termal merupakan perbandinganantara daya output yang dihasilkan genset

dengan daya yang dihasilkan oleh bahan bakar.Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggiefisiensi .termal suatu genset semakin optimalkemampuan operasinya.

4: P"",/ Eon(%o) (3)

Keterangan:E* = Energi bahan bakar (kW)8,,,,(P,): m,, x LHVnuo = Laju alir bahan bakar (kg/s)

LHV : Nilai kalor bahan bakar (kJ/kg)

ISS\ 2089 - 2s27

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komposisi Biogas .

Berdasarkan hasil pengujian komposisi

biogas yang dilakukan di LABTEK X'Laboratorium Instrumentasi Departemen TeknikKimia ITB dengan menggunakan alat Gas

Chromatografi. diperoleh seperti yan g

ditunjukkan pada Tabel l.

No Jcois G as Kom posisi 7uI

I KarbondiL,ksida ( CO, l lt.2l2. N il ro qen (N,) 27 .01

Methan (CHr)

Dengan menggunakan data k

andungan metan biogas pada Tabel I yaitu

39,79Yo dan nilai kalor metan mumi dari

referensi yaitu 20000 KJ/Kg (Suhut, 2006) atau

sama dengan 78000 KJ/m', maka nilai kalorbiogas (N0,""",) adalah:

N",.,. =%CH.x(LHVCH"/PCH,)

= 39,7 8 % x (7 8000 KYm)0,7 1 7 kgim)

Sumber: Hasil pengujian. ITB. :0l0

= 43,411 MJkg

PerformansiGenset

Dalam pengujian genset dengan bahan bakar

bensin maupun biogas dilakukan dengan variasi

beban yang sebanding dengan daya output dan

pada putaran yang konstan pada 3000 rpm.

Hubungan Konsumsi bahan Bakar terhadap

daya ouptut

Dalam pengujian genset dengan bahan bakarbensin maupun biogas dilakukan dengan variasibeban yang sebanding dengan daya output danpada putaranyang konstanpada 3000 rpm.

Hubungan Konsumsi bahan Bakar terhadap

daya ouptut

Gambar 3. Hubungan Konsumsi Bahan Bakarterhadap Daya Output

K6.End Bal6 €ar€. (kcls) \,r's oaya 0^4

8

19.78

Jurnal Teknik Energi, Vol.l , No.l, April 20ll

Pada Gambar I terlihat bahwa dengan makinbesar konsumsi bahan bakar baik pada gensetbensin maupun pada genset biogas maka dayaoutput juga makin besar. Hal ini menunjukkanbahwa dengan makin besamya daya output akanmembutuhkan bahan bakar yang semakin besarpula. Genset dengan bahan bakar bensin dapatmencapai daya output maksimal sebesar 1219 Wdengan konsumsi bahan bakar 1,63 x 104 kg/s,sedangkan genset dengan bahan bakar biogashanya dapat mencapai daya output maksimal989 W dengan konsumsi bahan bakar yaifi2,95x l0'kg/s. Berdasarkan data diatas maka untukmenghasilkan daya output genset yang samasebesar 1000 W atau I kW diperlukan 1,34 x 10'kg/s bahan bakar bensin sedangkan denganbiogas diperlukan sebesar 2,98 x 10" kg/s.Dengan demikian, genset tersebut lebih borosbila menggunakan bahan bakar biogasdibandingan dengan menggunakan bahan bakarbensin. Hal ini kemungkinan disebabkan olehkondisi genset biogas yang belum optimalmengingat genset tersebut adalah hasilmodifikasi yang masih memerlukan perbaikan-perbaikan, ataupun juga kemungkinan karenakomposisi metan dalam biogas yang kecil(kurang maksimd).

Ilubungan daya output terhadap efisiensi

kt a (t rratt) W Eftiensi (%l

Gambar 4. Hubungan Daya Outtr ut terhadap Efisiensi

ISSN 2089 - 2527

daya output 989 watt.

Hubungan daya output terhadap SFC

SFC atau Specific Fuel Consumption adalahsuatu parameter yang menunjukan ukuranekonomi pemakaian bahan bakar karena SFCmenyatakan banyaknya bahan bakar yangterpakai per jam unnrk setiap daya ouput yangdihasilkan. Harga SFC yang rendah menunjukanefisiensi yang lebih tinggi.

0q/EM\ $C(lgfuv.h)

1

L5

l

0t

to l,@

Gambar 5 . Hubungan Daya Output terhadap SFC

Pada Gambar 3 terlihat bahwa SFC gensetberbahan bakar bensin cenderung berada dibawah bahan bakar biogas. Hal ini menunjukkanbahwa genset berbahan bakarbensin lebih hematdibandingkan dengan genset berbahan bakarbiogas. SFC terkecil untuk genset bensin adalahsebesar 0,48 xlO'Kgnvh yang dicapai padadaya output terbesaryaita l2l9 watt sedangkanSFC terkecil untuk genset biogas adalah sebesar

1,07 x10'kgAv.h yang dicapai pada daya outputsebesar989 watt-

KESIMPULANGenset dengan bahan bakar biogas dapatmencapai daya output maksimal 989 W pada

konsumsi bahan bakar yairu 2,95 x 10" kg/s,sedangkan genset dengan bahan bakar biogashanya dapat mencapai daya output sebesar l2l9W pada konsumsi bahan bakar 1,63 x l0' kg/s.Dengan demikian, untuk menghasilkan dayaoutput sebesar 1000 W atau I kW diperlukan1,34 x 10" kg/s bahan bakar bensin sedangkandengan bahan bakarbiogas diperlukan konsumsibahanbakar sebesar 2,98 x 10"kg/s.

I

Pada Gambar 2 terlihat bahwa baik pada gensetberbahan bakar bensin maupun pada gensetberbahan bakar biogas, makin besar daya outputmaka efisiensi juga makin besar. Hal tersebutmenunjukkan bahwa efisiensi berbanding lurusdengan daya output. Untuk genset berbahanbakar bensin dicapai efisiensi tertinggi sebesar17,24 0/o pada daya output sebesar l2l9 watt,sedangkan pada genset berbahan bakar biogashanya mencapai efisiensi sebesar ll,9 ok pada

1t

0

0

ISSN 2089 - 2527Jurml T€knik Energi, vol.l , No.l' April 2011

Pada genset berbahan bakar biogas hanya

mencapai efisiensi sebesar I1,9 % dengan SFC

sebesar 0,48 x10'Kg/!V.h pada daya output 989

watt, sedangkan pada genset berbahan bakar

bensin mencapai efisiensi tertinggi sebesar

17,24 o/o dengan SFC sebesar 1,07 xl0r kg/W.hpada daya output sebesar 1219 watt Hal inimenunjukkan bahwa genset berbahan bakar

biogas masih lebih boros dibandingkan dengan

genset bensin.

DAFTAR PUS'IAKA

l. Arismunandar. Wiranto. 1996. MotorB a ka r To ra k. l) andtng lT B.

2. Daryanto.2003. Motor Bensin pada Mobil.Bandung: YramaWidya.

3. Marapung, Muslimin. 1979. Telcnik knagaIistril<. Bandung: Armico.

4. Morris, Noel. 1987. Dasar-dasar Listrikdan Elektronika. Jakarta: Gramedia.

5. Pudjanarsa, Astu. 2006. Mesin KonversiEneryi. Surabaya: Andi.

6. Saragih, Roni Hotmartuah. 2009. StudiEksperimental Performansi Motor OttoBerbahan Bakar Campuran PremiumDerr9an Zat Aditif Berbentuk Cair.Departemen Teknik Mesin UniversitasSumatera Utara: Medan

7. Simamora, Suhut. 2005. Membuat BiogasPengganti Bahan Bakar Minyak dan Gasdqri Kotoran krnak- Jakarta'. AgromediaPustaka.

8. Wijaya, Mochtar. 2000. Dasar-dasarMe s i n Li s tri k. I akarta: Djambatan

l0