## PENGARUH JENIS BAHAN BAKAR BIOBRIKET TERHADAP UNJUK KERJA PADA MINIATUR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
Narti 1 , Ihsan 1 , Sri Zelviani 1 , Nurul Wahidah 1 , dan Firdaus Alam Abadi 1 1 Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar email: nartinoli19@gmail.com, ihsanphysics@uin-alauddin.ac.id, sri.zelviani@uin-alauddin.ac.id, nurul.wahidah@uin-alauddin.ac.id, firdaus.a.a@uin-alauddin.ac.id
Abstract : The research has conducted the types of bio briquette fuels on the performance of miniature Steam Powered Electric Plants (PLTU). The main component  of  miniature  consist  of  the  furnace,  boiler,  and  turbine,  with  the dimensions around is 15cm x 15cm x 50cm. This study uses four fuels which are coconut shell, wood, coconut shell bio briquette, and wood bio briquette. The  parameter  analyzed  is  the  electrical  power  produced  by  each  of  these fuels.  The  conclution  of  this  researched  is  the  type  of  fluid  influences  the performance  of  miniature.  The  highest  electric  power  is  generated  by miniature  with    the  type  of  fuel  affects  the  amount  of  electric  power produced.  The  biggest  electric  power  is  produced  by  coconut  shell  bio briquette with 0.0069 watt. While the smallest electric power is produced by wood fuel with a power of 0.0021 watt.
Keywords: bio  briquette  cconut  shell,  electrical  power,  miniatur  PLTU, wood.

## 1.  PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  salah  satu  negara  yang memiliki potensi kekayaan alam dan energi yang besar,  sumber  daya  alam  yang  berupa minyak  bumi,  gas, dan    batu  bara  serta    apabila    dikelolah    dan    dimanfaatkan  dengan  baik  akan mampu  mencukupi  kebutuhan  energi  masyarakat  banyak.  Ketiga    bahan  tambang ini    merupakan    tulang    punggung  pembangkitan    energi    listrik    nasional,    seperti diperlihatkan  baik  dalam  bauran  energi  yang  sudah dilakukan  maupun  dalam proyeksi  bauran  energi masa  depan (Kumara, 2009).
Pembangkit    Listrik  Tenaga  Uap  adalah  pembangkit    yang  mengendalikan energi    kinetik    dari    uap    untuk    menghasilkan    energi    listrik.  PLTU  mengubah energi  kimia  dari  bahan  bakar menjadi energi panas yang ditransfer ke air pengisi. Bentuk    utama  pembangkit  listrik  jenis  ini  adalah  Generator  yang  di  hubungkan  ke turbin dimana untuk  memutar  turbin  diperlukan  energi  kinetik  dari   uap  panas atau  kering. PLTU  menggunakan  berbagai  macam  bahan  bakar  terutama  batu- bara  dan  minyak  bakar  serta  MFO  untuk  start  awal (Yani, 2018).
Sebagian  besar  sumber  energi    listrik    dihasilkan    dari    bahan    fosil. Kurangnya  sumber  energi  mengharuskan adanya sumber baru untuk energi listrik. Salah  satu    upaya    untuk    menghasilkan    energi    listrik  dari  sumber  alternatif  dan tidak  ketergantungan  dari    sumber    fosil    adalah    sumber    energi    baru  yang terbarukan.
Istilah  energi  terbarukan  muncul  saat  ketersediaan  energi  yang  berbahan dasar  bahan  bakar  mulai  mengalami  penurunan.  Penelitian  BP  Migas  Indonesia menemukan bahwa hingga saat ini cadangan bahan bakar akan bertahan hingga 12 tahun  kedepan,  akan  tetapi  kebutuhan  akan  minyak  dan  gas  bumi  akan  terus meningkat.  Oleh  karena  itu  untuk  menanggulangi  penurunan  suplay  minyak  bumi dan gas  ini  dilakukan berbagai  upaya  untuk memperoleh sumber  energi  yang  baru dan tidak mengurangi sumber daya alam yang tersedia di alam.
Menipisnya  cadangan  bahan  bakar  fosil  akan  berdampak  pada perekonomian. Bahan bakar fosil sudah menjadi bahan bakar yang biasa digunakan untuk  memenuhi  kebutuhan  energi  dewasa  ini,  sedangkan  para  penggunanya terkadang  tidak memikirkan  bahwa  sumber  energi  tersebut  tidak  bisa  diperbaharui, untuk kembali mengisi cadangan minyak bumi diperlukan waktu yang sangat lama, sedangkan  kebutuhan  masyarakat  akan  energi  tidak  bisa  ditunda.  Ketika  terjadi kelangkaan  dan  kenaikan  harga  bahan  bakar  mineral  efeknya  hampir  dirasakan semua kalangan masyarakat.
Cara  yang  dilakukan  untuk  mengeliminasi  kemungkinan  terburuk  dampak pemakaian bahan bakar fosil, setidaknya ada beberapa alternatif jalan keluar, yaitu: pencarian  ladang  baru,  penggunaan  energi  secara  efisien,  dan  pengembangan sumber  energi  terbarukan.  Saat  ini  sumber  yang  sudah  siap  dan  mudah  didapat adalah  limbah  pertanian  atau  sampah.  Biomassa  yang  berasal  dari  limbah  hasil pertanian  dan  kehutanan  merupakan    bahan  yang  tidak  berguna,  tetapi  dapat dimanfaatkan  menjadi  sumber  energi  bahan  bakar  alternatif,  yaitu  dengan mengubahnya menjadi biobriket. Bioarang yang dihasilkan tersebut dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif, yaitu pada skala rumah tangga ataupun industri. Beberapa jenis sumber energi alternatif yang bisa dikembangkan antara lain : energi  matahari,  energi  angin,  energi  panas  bumi,  energi  panas  laut  dan  energi biomassa.  Diantara  sumber-sumber  energi  alternatif  tersebut,  energi  biomassa merupakan  sumber  energi  alternatif  yang  perlu  mendapat  prioritas  dalam pengembangannya  dibandingkan  dengan  sumber  energi  yang  lain.  Di  sisi  lain, Indonesia sebagai negara yang agraris banyak menghasilkan limbah pertanian yang kurang termanfaatkan.
Di  Indonesia  sendiri  sampah  masih  menjadi  perhatian  khusus  dan permasalahan  yang  besar  dalam  kehidupan  masyarakat  terutama  sampah  di perkotaan  seperti  sampah  sampah  plastik  yang  susah  terurai  dengan  tanah  dan volume sampah yang semakin meningkat namun tempat pembuangan sampah akhir (TPA) yang terbatas.
Keterbatasan  lokasi  penampungan  sampah  juga  turut  menjadi  salah  satu kendala dalam menanggulangi banyaknya sampah yang mayoritas berasal dari kota kota  besar.  Melalui  peraturan  Presiden  Nomor  18  Tahun  2016,  pemerintah menetapkan  percepatan  pembangunan  pembangkit  listrik  berbasis  sampah menggunakan teknologi proses thermal incinerator atau pembakaran.
Penelitian  tentang  energi  terbariukan  telah  berkembang  hingga  saat  ini. Salah satunya adalah penggunaan biobriket sebagai bahan bakar alternative dalam pengeringan  karet  alam.  Hasilnya  menunjukkan  bahwa  biobriket  dapat  digunakan sebagai  bahan  bakar  untuk  pengeringan  karet  alam  karena  nilai  kalor  yang dihasilkan sama dengan nilai kalor batubara (Afrizal Vahlepi, 2013).
Berdasarkan  uraian  sebelumnya  maka  pada  penelitian  ini  penulis  membuat miniatur  pembangkit  listrik  tenaga  uap  dengan  menggunakan  pemanfaatan  limbah pertanian yang diolah menjadi biobriket sebagai bahan bakar dengan judul pengaruh jenis  bahan  bakar  biobriket  terhadap  unjuk  kerja  pada  miniatur  pembangkit  listrik tenaga uap.

## 2.  METODE PENELITIAN
Dalam melakukan penelitia ini, proses yang dilakukan beberapa tahap antara lain:
a.  Mendesain alat miniatur dengan menggunakan aplikasi sketchup
Gambar 1. Desain ukuran miniatur PLTU
Gambar 2. Bagian-bagian miniatur PLTU
b. Bagian-bagian miniatur 1. Banker (tempat pembakaran briket) 2. Briket 3. Air
4. Ruang turbin
5. Turbin uap
6. Dynamo 12 volt
7. Tangki air
8. Pipa besi 9. Penyangga/kaki 10. Tempat memasukkan air (penutup) 11. Tempat pembuangan air (penutup)
12. Papan
13. Kabel penghubung
14. LED merah 1,6 volt

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  secara  umum    dibagi  atas  dua  tahap  yaitu  pembuatan  alat miniatur  dan  proses pengujian  atau pengambilan  data.Tahap pembuatan  alat  pada penelitian  ini  menggunakan  bahan  dari  plat  besi  sebagai  bahan  dasar  serta sebagian  dari  aluminium  kecuali  dynamo,  kabel  penghubung  dan  LED.  Semua bagian  direkatkan  dengan  menggunakan  las  listrik  kecuali  untuk  bagian  turbin  uap yang direkatkan dengan menggunakan lem besi. Las listrik digunakan dengan tujuan agar rekatan kuat, tahan lama dan untuk menghindari adanya kebocoran pada boiler atau ketel uap.
Pada  penelitian  ini,  menggunakan  empat  bahan  bakar  yaitu  biobriket tempurung  kelapa  dan  kayu  serta  bahan  baku  tempurung  kelapa  dan  kayu.  Dari hasil  penelitian  diperoleh  data  nilai  arus  dan  tegangan,  lama  pembakaran  bahan bakar  sampai  jadi  abu  serta  lama  waktu  penguapan  aquades  2000  ml  sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil pengukuran tegangan dan arus Jenis Bahan Bakar V (Volt) I (A) Briket Tempurung Kelapa 0.988 1.684 1.889  0.0079 0.0046 0.0012 Briket Kayu 1.557 1.481 1.478  0.0025 0.0027 0.0012 Kayu 1.255 1.259 1.371  0.0029 0.0016 0.0004 Tempurung Kelapa 0 0 0 0 0 0
Tabel 2. Hasil perhitungan daya Jenis Bahan Bakar V (Volt) I (A) P (Watt) Briket Tempurung Kelapa 1.5203 0.0046 0.0069 Briket Kayu 1.5053 0.0021 0.0032 Kayu 1.2950 0.0017 0.0021 Tempurung Kelapa 0 0 0
Data  yang  diperoleh  dari  hasil  pengukuran  arus  dan  tegangan  dengan menggunakan  empat  bahan  bakar  dengan  massa  yang  sama  yaitu  900  gram didapatkan  nilai  daya  berkisar  antara  0,002  watt –  0.007  watt.  Tempurung  kelapa mampu  menghasilkan  daya  listrik  tertinggi  sebesar  0.0069  watt,  sedangkan  bahan baku  kayu  mampu  menghasilkan  daya  listrik  terendah  sebesar  0.002  watt.  Hal  ini dipengaruhi  oleh  besarnya  nilai  kalor  dari  bahan  bakar  tersebut.  Dimana nilai  kalor tertinggi  dimiliki  biobriket  tempurung  kelapa  sebesar  5.779  kal/g,  biobriket  kayu memiliki  nilai  kalor  sebesar  4.491,2  kal/g  sedangkan  nilai  kalor  terendah  dimiliki bahan  baku  kayu  dan  tempurung  kelapa  sekitar  3.000  kal/g.  Nilai  kalor  yang  tinggi akan membuat pembakaraan menjadi lebih efisien dan dapat menghemat kebutuhan briket yang digunakan.
Pengaruh  bahan  bakar  terhadap  daya  listrik  dapat  dilihat  pada  grambar  3. Daya listrik dipengaruhi oleh besarnya nilai kalor dari bahan bakar. Dimana semakin tinggi nilai kalor suatu bahan bakar maka daya listrik yang dihasilkan akan semakin besar pula.
Gambar 3. Grafik hubungan antara bahan bakar terhadap daya (mwatt)
Dari hasil pengukuran arus dan tegangan diketahui bahwa pada jenis bahan bakar  bahan  baku  tempurung  kelapa  tidak  menunjukkan  perputaran  turbin  uap sehingga  tidak  dapat  mengukur  daya.  Hal  ini  disebabkan  karena  pada  saat pembakaran  tempurung  kelapa  di  dalam  kompor  briket  hanya menghasilkan  jelaga atau jumlah asap yang banyak.
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 Biobriket Tempurung Kelapa
Biobriket Kayu Kayu Tempurung Kelapa Day a ( m wa tt ) Bahan bakar
Gambar 4. Grafik pengaruh bahan bakar terhadap lama penyalaan sampai jadi abu (menit)
Lama  pembakaran  untuk  masing-masing  jenis  biobriket  dan  bahan  baku dapat dilihat pada tabel 3. Dari gambar 4 dapat diketahui bahwa biobriket tempurung kelapa  memberikan  nyala  bara  sampai  menjadi  abu  terlama  yaitu 147,75  menit dengan  massa  900  gram  Sementara  lama  pembakaran  yang  paling  cepat  habis adalah bahan baku kayu dengan waktu 35,46 menit dengan massa 900 gram.  Lama waktu  pembakaran  dipengaruhi  oleh  struktur  bahan,  kandungan  karbon  terikat  dan tingkat kepadatan bahan.
Secara  teoritis  jika  briket  memiliki  kandungan  senyawan  volatile  (zat  yang mudah menguap) yang tinggi, maka briket akan mudah terbakar dengan kecepatan pembakaran  tinggi.  Semakin  besar  nilai  kalor  bahan  bakar  maka  kecepatan pembakaran  semakin  lambat.  Hal  ini  dibuktikan  pada  gambar  12  bahwa  biobriket tempurung  kelapa  dengan  nilai  kalor  5.779  kal/g  membutuhkan  waktu  terlama hingga menjadi abu yaitu 147,75 menit. Sedangkan bahan baku kayu membutuhkan waktu  tercepat  untuk menjadi  abu  karena  bahan  kayu memiliki  tekstur  yang  kering dan  mudah  terbakar  dibandingkan  dengan  bahan  baku  tempurung  kelapa  yang memiliki tekstur yang keras.
Dalam penelitian yang dilakukan Siti Jamilatun (2008), mengenai “Sifat-Sifat Penyalaan  dan  Pembakaran  Briket  Biomassa,  Briket  Batubara  da n  Arang  Kayu” Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  tempurung  kelapa  dengan  berat  briket  yang terbakar  memiliki  lama  pembakaran  terpanjang  yaitu  116  menit  dengan  kecepatan pembakaran  126,6  gram/detik.  Sementara  nyala  bara  yang  paling  cepat  habis adalah briket batubara terkarbonisasi dengan waktu 60,57 menit.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 Biobriket Tempurung Kelapa Biobriket Kayu Tempurung
Kelapa
Kayu wa k tu ( m e n it ) Bahan bakar
Gambar 5. Grafik pengaruh bahan bakar terhadap waktu penguapan aquadest 2000 ml (menit)
Pengaruh  bahan  bakar  terhadap  waktu  penguapan  aquades  dapat  dilihat pada  gambar  5  terlihat  bahwa  semua  jenis  bahan  bakar  yang  digunakan membutuhkan  sekitar    19 menit  sampai  dengan  25 menit  untuk menguapkan  2000 ml aquades. Limbah kayu mampu menguapkan aquades tercepat yaitu 19,05 menit. Hal  ini disebabkan karena kayu yang digunakan memiliki bahan yang cukup kering sehingga  mudah  terbakar  dengan  nyala  api  yang  besar  dan    tingkat  kemudahan penyalaan  awal  yang  paling  mudah  yang  hanya  membutuhkan  waktu  sekitar  20 detik.
Sedangkan  untuk  bahan  bakar  yang  paling  lama  menguap  adalah  bahan baku tempurung kelapa dengan lama waktu 25,35 detik. Hal  ini disebabkan karena tempurung  kelapa  ketika  terbakar  lebih  banyak  menghasilkan  asap  dan  nyala  api yang  kecil.  Sedangkan  untuk  biobriket  tempurung  kelapa  dengan  selisi  waktu  1,35 menit  dengan  bahan  baku  tempurung  kelapa  yaitu  24  menit.  Hal  ini  disebabkan karena  pada  biobriket  tempurung  kelapa  mengalami  tingkat  penyalaan  awal  yang sulit sehingga membutuhkan waktu yang lama untuk bisa berbara.
Lama  penyalaan  pada  biobriket  tempurung  kelapa  disebabkan  oleh  bentuk biobriket yang berbentuk kotak sehingga ketika berada di kompor briket susunannya akan  rapat  dan  tidak  ada  rongga  untuk  tempat  menyala  api.  Sedangkan  untuk biobriket  kayu  yang  membutuhkan  waktu  21.32  menit  saat  terjadinya  penguapan. Hal  ini  disebakan  karena  waktu  penyalaan  awal  tidak  membutuhkan  waktu  yang lama  seperti  halnya  dengan  biobriket  tempurung  kelapa  karena  biobriket  kayu berbentuk hexagonal atau segi enam sehingga mempermudah saat penyalaan awal dimana ketika disusun di kompor briket memiliki ruang atau rongga udara  untuk api menyala,  namun  ketika  berbara  hanya  mengasilkan  bara  api  yang  sedang  dan memiliki jumlah abu yang lebih banyak daripada biobriket tempurung kelapa.
0 5 10 15 20 25 30 Biobriket Tempurung Kelapa Biobriket Kayu Kayu
Tempurung Kelapa wa k tu ( m e n it ) Bahan bakar
Berdasarkan  hal  tersebut  dapat  disimpulkan    bahwa  dari  hasil  pembakaran biobriket  tempurung  kelapa  maupun  biobriket  kayu  lebih  ramah  lingkungan,  relatif cukup  baik  digunakan  sebagai  bahan  bakar  alternative  yang  ekonomis  serta  tidak menyebabkan  polusi  udara  jika  dibandingkan  dengan  bahan  baku  kayu  dan tempurung kelapa.

## 4.  SIMPULAN
Berdasarkan penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat disimpulkan  bahwa jenis bahan bakar mempengaruhi besar daya listrik yang dihasilkan. Daya listrik terbesar dihasilkan  oleh  bahan  bakar  biobriket  tempurung  kelapa  sebesar  0,0069  watt. Sedangkan  daya  listrik  terkecil  dhasilkan  oleh  bahan  bakar  kayu  dengan  daya sebesar 0,0021 watt.

## DAFTAR PUSTAKA
Adzikri,  Fikry,  Didik  Notosudjono,  &  Dede  Suhendi.  2008. Strategi  Pengembangan Energi  Terbarukan  di  Indonesia. Program  Studi  Teknik  Elektro,  Fakultas Teknik:Universitas Pakuan.
Isarani,  Ismail  Yusuf,  Kho  Hie  Kwee.  2015. Analisis  Kinerja  Pembangkit  Listrik Tenaga  Uap  Biomassa  Menggunakan  Limbah  Kayu  (Studi  Kasus  :  PT.  Suka Jaya Makmur Ketapang). Universitas Tanjungpura Pontianak. Kumara,  Nyoman  S.  2009.  Telaah  Terhadap  Program  Percepatan  Pembangunan Listrik  Melalui  Pembangunan  PLTU  Batubara  10.000  Mw . Bali. Jurnal Teknologi Elektro Vol. 8 No.1.
Vahlepi A, Suwardin D. 2013. Penggunaan biobriket sebagai bahan bakar alternative dalam pengeringan karet alam. Warta Perkaretan 32(2), 65-73.
Yani,  Ahmad,  Dedi  Mustafa,  Taqwa.  2018.  Rancang  bangun  prototype  pembangkit listrik  tenaga  Uap  mini  sebagai  media  praktikum  mahasiswa . Kalimantan Timur. Jurnal Teknik Mesin Vol. 7 No. 1.