Fuel Cell
Fuel Cell atau sel bahan bakar adalah mesin konversi energi yang mengubah energi kimia
menjadi energi listrik. Fuel cell dapat menghasilkan listrik dari unsur kimia hidrogen dan
oksigen yang efisien tanpa menghasilkan limbah yang dapat mencemari lingkungan.
Fuel cell telah banyak dikembangkan dan merupakan teknologi elektrokimia yang sangat
menarik dan efektif sebagai pembangkit listrik. Di era sekarang dimana sumber energi yang
berasal dari alam sebagai pembangkit listrik semakin menipis. Maka fuel cell adalah
alternatif terbaik sebagai pembangkit energi listrik.
Fuel cell disebut ramah lingkungan karena bersumber dari anoda hidrogen dan katoda
oksigen sehingga menghasilkan elektrolit yang dapat menghantarkan listrik. Pembuangan
atau limbah yang dihasilkan fuel cell berupa air yang tidak mengandung zat pencemar
sehingga ramah lingkungan.
Pengaplikasian fuel cell diantaranya sebagai pembangkit listrik, bahan bakar kendaraan
transportasi, mikro power, pembangunan dan sumber energi alternatif, murah dan dinamis.
Fuel cell dapat juga dijadikan sebagai bahan bakar sepeda motor, mobil dan kendaraan
transportasi lainnya. Pada umumnya emisi atau gas buang yang dihasilkan oleh bahan bakar
bensin, solar dan lainnya berupa gas buang carbon dioksida yang mengandung zat pencemar
terhadap kesehatan dan lingkungan. Dengan fuel cell, zat buang yang dihasilkan berupa air
atau uap air.
Reaktan antara anoda hidrogen dan katoda oksigen akan menghasilkan elektrolit dengan zat
buang berupa air.
Menurut LIPI pada website www.fisika.lipi.go.id menjelaskan bahwa sel bahan bakar tak
sama dengan baterai dan bukan mesin motor bakar.
Seperti baterai, fuel cell mempunyai output listrik dan tak mempunyai bagian yang bergerak
namun serupa dengan mesin motor bakar yang membutuhkan suplai bahan bakar secara
terus menerus.
Dalam sebuah unit sel bahan bakar terdapat komponen-komponen diantaranya elektrolit,
elektroda (anoda dan katoda), katalis, reformer, tangki bahan bakar dan grafit atau kemasan
agar gas bahan bakar tidak bocor.
Riset dalam elektrolit sel bahan bakar berkembang untuk menggantikan elektrolit cair yang
kurang aman dan memiliki keterbatasan pembangkitan listrik dengan elektrolit padat.
Elektrolit padat yang banyak diteliti adalah polimer dan keramik.
Kontributor: Rizki Maulizar (rizkimaulizar23@gmail.com)
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
Sumber:
http://btp.b2tke.bppt.go.id/fuel-cell/ (Diakses pada 6 April 2021)
http://www.fisika.lipi.go.id/webfisika/content/mengembangkan-fuel-cell-indonesia (Diakses
pada 6 April 2021)
Generator
Generator adalah suatu alat yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Dalam hal ini berbanding terbalik dengan motor listrik, maka generator akan memanfaatkan energi mekanik untuk menghasilkan energi listrik. Pengkonversian energi dan proses yang sama namun hasil akhirnya berbeda.
Generator listrik mengkonversi energi mekanik atau energi gerak yang bersumber dari alam berupa energi matahari, angin, air, gelombang pasang surut air laut, dan gas alam. Pengkonversian energi mekanik menjadi energi listrik melalui prinsip kerja induksi elektromagnetik.
Dikutip dari guru pendidikan.co.id, induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya arus listrik akibat adanya perubahan fluks magnetik atau banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang. Dengan demikian, suatu magnet dalam suatu kumparan atau lilitan tembaga yang digerakkan maka akan menghasilkan arus listrik. Kumparan atau lilitan tembaga merupakan konduktor atau alat penghantar listrik yang digerakkan oleh energi mekanik sehingga timbulnya garis gaya magnet dan menghasilkan arus listrik. Konduktor atau alat penghantar listrik terdiri dari tembaga, perak, emas, besi, air laut dan lainnya.
Kincir air atau turbin yang menghasilkan energi mekanik atau energi gerak dihubungkan melalui generator. Dalam generator energi gerak tersebut diubah menjadi gerak rotasi atau gerak putar menyebabkan magnet atau kumparan akan berputar dan menghasilkan garis gaya magnet sehingga menimbulkan arus listrik.
Generator listrik dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu generator arus searah DC dan generator arus bolak-balik AC. Pada dasarnya arus listrik yang dihasilkan oleh generator adalah arus bolak balik AC atau alternating current, namun akan menjadi arus searah DC atau direct current bila menggunakan komutator.
Pada generator, perbedaan arus AC dan DC terdapat pada cincin yang diletakkan pada ujung
kumparan. Pada generator AC terdapat dua cincin sedangkan generator DC hanya memiliki
satu cincin.
Komponen-komponen utama generator adalah stator atau komponen statis generator,
rotor atau komponen yang berputar pada generator dan rumah stator untuk melindungi
komponen bagian dalam stator.
Kontributor: Rizki Maulizar (rizkimaulizar23@gmail.com)
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
Sumber:
https://www.autoexpose.org/2018/02/prinsip-kerja-generator-listrik.html?m=1 (Diakses
pada 4 April 2021)
https://www.gurupendidikan.co.id/induksi-elektromagnetik/ (Diakses pada 4 April 2021)
Evaporator
Evaporator merupakan salah satu mesin konversi energi yang bekerja untuk mengubah suatu zat yang berbentuk cairan menjadi uap. Biasanya evaporator ini memanfaatkan proses penguapan yang bekerja sebagai penukar kalor atau menukar panas dan memisahkan uap-uap yang terbentuk akibat proses penguapan dari zat cair.
Pada proses penukar kalor, panas akan ditukar atau dipindahkan dari fluida yang bertemperatur tinggi ke fluida yang memiliki temperatur yang lebih rendah sehingga akan terjadinya pemindahan panas dari suatu zat ke zat lainnya.
Dalam hal ini, secara keseluruhan pada dasarnya evaporator ini terdiri dari tiga bagian yaitu bagian penukar kalor, bagian evaporasi dan bagian pemisah uap dan cairan.
Bagian evaporasi adalah tempat terjadinya proses pendidihan dan penguapan.
Pada proses ini cairan dididihkan melalui saluran-saluran yang berbentuk pipa-pipa panas sehingga terjadilah proses penguapan.
Maka selanjutnya uap-uap yang dihasilkan dari proses pendidihan akan dipisahkan menggunakan bagian pemisah dari evaporator. Uap hasil dari pemisahan ini selanjutnya akan didistribusikan ke peralatan lainnya. Umumnya akan didistribusikan ke kondensor atau proses pengembunan.
Pengaplikasian evaporator ini biasanya terdapat pada sistem pendingin AC, kulkas, sistem pemurnian, industri kimia, pabrik gula, pabrik garam, industri makanan dan minuman serta pada beberapa alat penukar kalor yang
menggunakan sistem evaporasi.
Pengaplikasian pada sistem pemurnian dan industri kimia, evaporator bekerja mengubah zat cair atau bahan pelarut dalam suatu larutan menjadi uap sehingga akan menghasilkan residu yang diinginkan misal pada proses pemisahan air laut sehingga menghasilkan garam.
Jika pada sistem pendingin, evaporator akan menyerap panas dengan menggunakan cairan pendingin yang diuapkan dengan cepat sehingga akan menghasilkan efek pendinginan yang didistribusikan ke suatu lingkungan atau didalam suatu ruang dengan ventilasi yang tertutup efek pendinginan akan bekerja sangat optimal.
Dalam dunia industri, untuk melakukan berbagai pengaplikasian yang membutuhkan sistem evaporasi maka evaporator ini didesain dan diciptakan dalam berbagai jenis sesuai dengan kebutuhannya.
Pada umumnya alat evaporator ini terdiri dari beberapa jenis diantaranya, submerged combustion evaporator, evaporator ini memanfaatkan api yang menyala dibawah permukaan cairan sehingga membentuk gelembung-
gelembung panas melewati cairan tersebut. Direct fired evaporator, evaporator ini memanfaatkan panas dan pembakaran gas pada dinding-dinding besi sehingga cairan akan menguap melewati dinding-dinding tersebut. Dan evaporator jenis stem heated evaporator, evaporator jenis ini menggunakan pemanasan stem berupa uap yang dikondensasikan sehingga membentuk uap panas yang ditransmisikan ke dinding-dinding dan cairan yang dipanaskan.
Kontributor: Rizki Maulizar (rizkimaulizar23@gmail.com)
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
Sumber:
http://saranaagungsejahtera.co.id/evaporator/ (Diakses pada 2 April 2021)
https://id.m.wikipedia.org/wiki/Evaporator (Diakses pada 4 April 2021)
Turbin Gas (Gas Turbine)
Turbin gas adalah mesin konversi energi yang diaplikasikan pada mesin pesawat terbang,
kendaraan roda empat ramah lingkungan dan pembangkit tenaga listrik menggunakan
turbin gas.
Turbin gas ini mengkonversi energi dengan cara berotasi atau berputar dengan
memanfaatkan pembakaran fluida gas.
Pembakaran pada turbin gas disebut dengan pembakaran dalam atau pembakaran internal.
Pembakaran dalam atau pembakaran internal artinya didalam mesin atau didalam turbin
gas terdapat suatu ruang bakar sebagai tempat terjadinya pembakaran campuran udara dan
bahan bakar.
Didalam turbin gas, energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara
bertekanan yang memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya.
Dalam hal ini pada turbin gas, energi kinetik merupakan energi gerak fluida gas pada
kelajuan dan kecepatan tertentu untuk berotasi dan dimampatkan sehingga menghasilkan
udara bertekanan.
Sedangkan energi mekanik merupakan penggabungan energi potensial berupa energi yang
dihasilkan karena ketinggiannya dan energi kinetik berupa energi gerak pada suatu alat
sehingga menghasilkan daya yang menggerakkan dan memutarkan roda turbin.
Komponen-komponen turbin gas terdiri dari kompresor, ruang bakar dan turbin yang
berotasi atau berputar. Kompresor akan menghisap dan menaikkan tekanan udara untuk
meningkatkan temperatur udara.
Pada turbin gas, fluida gas atau udara akan dihisap masuk ke kompresor melalui saluran
masuk sehingga terjadilah proses pemampatan sehingga menyebabkan udara bertekanan
dan bertemperatur tinggi.
Udara dari kompresor dihembuskan masuk ke ruang bakar sehingga terjadilah proses
pembakaran campuran udara bertekanan dan bertemperatur tinggi dengan bahan bakar.
Selanjutnya gas hasil pembakaran akan dialirkan menuju sudu-sudu turbin melalui nozel.
Udara atau gas hasil pembakaran akan menggerakkan sudu-sudu turbin untuk berotasi dan
berputar pada ketinggian dan kecepatan tertentu.
Kontributor: Rizki Maulizar (rizkimaulizar23@gmail.com)
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
Sumber:
http://puballattack.blogspot.com/2014/06/turbin-gas.html?m=1 +
(Diakses pada 4 April 2021)
Citra Dewi, Caecilia. 2014. Teknologi Dasar Otomotif Untuk SMK/MAK Kelas X.
Surakarta: Putra Nugraha.
Kondensor (Condenser)
Kondensor merupakan suatu alat yang bekerja untuk mengubah uap air menjadi cairan.
Pada umumnya uap tersebut berasal dari proses evaporator yang di suplai ke kondensor
untuk diubah kembali menjadi uap air tersebut menjadi cairan dan cairan tersebut akan
disuplai kembali untuk proses selanjutnya yang berkontinu sehingga suatu sistem dapat
bekerja secara terus menerus.
Kondensor ini terdiri dari susunan jaringan pipa-pipa yang tersusun secara beraturan dan
saling terhubung. Didalam pipa-pipa tersebut akan dialirkan cairan-cairan pendingin.
Lalu bagaimanakah uap bisa diubah menjadi cairan? Inilah yang dinamakan dengan proses
kondensasi atau proses pengembunan.
Didalam kondensor, uap diubah menjadi cairan melalui proses pendinginan. Uap
didinginkan melalui suatu media pendinginan atau melalui suatu proses kompresi.
Dalam hal ini, uap dikompresi dengan meningkatkan tekanan sehingga uap dapat diubah
menjadi cairan. Proses pengubahan uap air menjadi cairan dapat juga dilakukan melalui
proses kombinasi antara proses pendinginan dan proses kompresi.
Oleh karena itu, kondensor disebut juga dengan alat penukar kalor atau heat exchanger.
Suatu alat yang memindahkan panas dari suatu zat menjadi zat lainnya. Panas yang berasal
dari uap yang bertekanan tinggi didinginkan sehingga terjadi proses pengembunan yang
menyebabkan terbentuknya cairan yang bertekanan tinggi.
preoses kondensasi ini akan memindahkan panas ke tempat lain dan selanjutnya cairan yang
bertekanan tinggi ini akan dialirkan ke expansion valve atau katup ekspansi. Katup ekspansi
ini akan mengolah kembali cairan tersebut menjadi proses selanjutnya sehingga dapat
menjadi sistem yang berlangsung secara terus menerus.
Pada dasarnya semua komponen-komponen tersebut bekerja secara berkesinambungan
untuk mensuplai dan membentuk sistem yang berproses secara kontinu baik dalam proses
pendinginan dan pemindahan panas atau alat penukar kalor.
Pengaplikasian kondensor digunakan untuk sistem pendingin misal AC ruangan, AC mobil
dan proses industri kimia dan industri pengolahan produk makanan yang menerapkan
sistem kerja proses pengembunan.
Pada umumnya kondensor ini diletakkan diluar ruangan yang didinginkan. Hal ini dilakukan
supaya panas yang dihasilkan oleh kondensor dapat dibuang ke udara luar atau udara
lingkungan sehingga suatu ruangan dapat mendistribusikan udara dingin.
Kontributor: Rizki Maulizar (rizkimaulizar23@gmail.com)
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
Sumber:
https://www.prosesindustri.com/2015/01/kondensor-dan-prinsip-kerjanya.html?m=1
(Diakses pada 7 April 2021)