## PENGARUH JENIS FLUIDA TERHADAP UNJUK KERJA MINIATUR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
Nurul Wahidah 1 , Ihsan 1 , Sri Zelviani 1 , Narti 1 , dan Firdaus Alam Abadi 1
1 Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar email: nurul.wahidah@uin-alauddin.ac.id, ihsanphysics@uin-alauddin.ac.id, sri.zelviani@uin- alauddin.ac.id, narti@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.  The  type  of  liquid used as a miniature is aquades which has a turbidity level is 0 NTU, well water  is  1.2  NTU  and  river  water  is  6,5  NTU.  The  conclution  of  this researched  is  the  type  of  fluid  influences  the  performance  of  miniature. The  highest  electric  power  is  generated  by  miniature  with  a  type  of aquades  fluid  that  is equal  to  0.021  watt. While  the  well  water  and  river water  samples  obtained  electrical  power  respectively  0.006  watts  and 0.004 watt.
Keywords: aquades,  well  water,  river  water,  electrical  power,  miniatur PLTU

## 1.  PENDAHULUAN
Pada  era  teknologi  sekarang  ini,  kebutuhan  manusia  terhadap  listrik semakin  meningkat.  Dengan  meningkatnya  kebutuhan  tersebut,  maka  inovasi pembangkit  listrik  sangat  dibutuhkan.  Salah  satu  pembangkit  listrik  yang berkembang saat ini adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
Dalam  PLTU,  energi  primer  yang  dikonversikan  menjadi  energi  listrik adalah  bahan  bakar.  Bahan  bakar  yang  digunakan  dapat  berupa  batu  bara (padat),  minyak  (cair),  atau  gas.  Adakalanya  PLTU  menggunakan  kombinasi beberapa  macam  bahan  bakar.  Konversi  energi  tingkat  pertama  yang berlangsung  dalam  PLTU  adalah  konversi  energi  primer  menjadi  energi  panas (kalor).  Hal  ini  dilakukan dalam  ruang  bakar  dari  ketel  uap  PLTU.  Energi  panas ini  kemudian  dipindahkan  ke  dalam  air  yang  ada  dalam  pipa  ketel  untuk menghasilkan uap yang dikumpulkan dalam drum dari ketel.  Uap dari drum ketel dialirkan  ke  turbin  uap.  Dalam  turbin  uap,  energi  (entalpy)  uap  di  konversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik oleh generator. (Marsudi, 2011) Kinerja dari PLTU antara lain ditentukan oleh kualitas bahan bakar dan air dalam ketel uap.  Jenis air yang digunakan akan mempengaruhi kualitas uap air yang dihasilkan. Uap air ini memiliki peranan yang penting dalam memutar turbin, sehingga secara tidak langsung jenis air akan menentukan kinerja dari PLTU.
Jenis air dapat dibedakan berdasarkan beberapa parameter, antara lain: kandungan  oksigen  terlarut,  tingkat  kekeruhan,  derajat  keasaman,  dan  lain-lain. Pada  umumnya  air  lingkungan  yang  telah  tercemar,  kandungan  oksigennya sangat rendah. Hal ini karena oksigen yang terlarut dalam air dalam air di serap oleh mikroorganisme untuk memecah atau mendegradasi bahan buagan organik sehingga  menjadi  bahan  yang  lebih  mudah  menguap.  Selain  dari  itu  bahan
buangan  organik  juga  dapat  bereaksi  dengan  oksigen  yang  terlarut  didalam  air sehingga makin sedikit sisa kandungan oksigen dalam air. (Agnes, 2005)
Sumber  daya  air  tersebut  harus  dilindungi  agar  tetap  dimanfaatkan dengan  baik  oleh  manusia  dan  mahluk  hidup  lainya  pemanfaatan  air  untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana dengan memperhitungkan  kepentingan  generasi  sekarang  dan  generasi  yang  akan datang,  beberapa  sumber  air  yang  banyak  dimanfaatkan  untuk  memenuhi kebutuhan  hidup  manusia  dan  makhluk  hidup  lainnya  yaitu  sungai,  sumur,  dan aquades.  Air  ini  sangat  berguna  bagi  lingkungan  baik  untuk  berbagai  kegiatan, seperti  pen  elitian,  pertanian,  industri  dan  domestik.  Parameter  oksigen  terlarut dapat  digunakan  sebagai  indikator  tingkat  keragaman  air.  Oksigen  memegang peran  penting  sebagai  indikator  kualitas  perairan,  karena  oksigen  terlarut berperan  dalam  proses  oksidasi  dan  reduksi  bahan  organik  dan  anorganik. Karena  proses  oksidasi  reduksi    maka  inilah  peran  oksigen  terlarut  sangat penting  untuk membantu mengurangi bahan pencemaran pada perairan secara alami. (Azwar, 2013)
Suatu  hal  yang  penting  dalam  masalah  pencemeran  suatu  perairan adalah  bahwa  tingkat  keseriusan  masalah  pencemaran  tidak  hanya  tergantung pada  tingkat toksisitas  polutan yan  tinggi.  Limbah  domestik  terdiri  dari karakteristik  fisika  salah  satunya  adalah  parameter  tingkat  kekeruhan. Karakteristik kimia antara lain BOD, COD, dan PH. (Sri Kandi, 1992)
Penelitian  pengembangan  media  praktikum  juga  sering  dilakukan  dalam upaya mencari solusi alternatif permasalahan dalam pembelajaran. Penggunaan media praktikum dalam proses belajar mengajar dapat membangkitkan keinginan dan  minat  yang  baru,  membangkitkan  motivasi  dan  rangsangan  kegiatan pembelajaran  dan  bahkan  membawa  pengaruh-pengaruh  psikologis  terhadap mahasiswa.  Penggunaan  media  praktikum  akan  sangat  membantu  efektifitas proses pembelajaran serta penyampaian pesan dan isi pelajaran sehingga dapat membantu  mahasiswa  meningkatkan  pemahaman  karena  menyajikan  informasi secara menarik dan terpercaya.
Penelitian  terdahulu  menyebutkan  bahwa  sampah  bisa  dimanfaatkan untuk  berbagai  hal,  diantaranya  untuk  ekonomi,  lingkungan  dan  energi.  Salah satu pemanfaatan sampah adalah dengan memanfaatkannya untuk Pembangkit Listrik  (Hermansyah,  2017).  Pembangkit  listrik  ini  bisa  dengan  pembakaran gas yang  dihasilkan  oleh  sampah  organik.  Sampah  organic  dapat  dibuat  menjadi briket. Bio briket yang dihasilkan mempunyai nilai kalor yang tinggi bahkan lebih besar dari nilai kalor briket batubara, sehingga penelitian tentang biobriket untuk mengatasi keterbatasan batubara masih sangat diperlukan.
Berdasarkan  paparan  di  atas,  maka  penulis  bermaksud  mengeksplorasi sampah  atau  limbah  menjadi  briket  dan  diaplikasikan  melalui    suatu  alat  atau mesin  yang  akan  dibuat  untuk  ramah  lingkungan.  Pada  penelitian  ini,  penulis ingin mengetahui pengaruh jenis fluida terhadap unjuk kerja miniatur pembangkit listrik  tenaga  uap  air  dengan  sistem  turbin  uap  sederhana.  Jenis  fluida  yang digunakan adalah aquades, air sumur, dan air sungai.

## 2.  METODE PENELITIAN

## Prosedur Kerja Titrasi COD
Memasukan  sampel  air  sebanyak  100  ml  ke  dalam  erlenmeyer, Menamabahkan  asam  sulfat (H 2 SO 4 )  dan  kalium  permanganat  (KMnO4), masing-maing sebanyak 5 ml dan 10 ml., Memanaskan larutan sampai mendidih,
Menamabahkan  asam  oksalat  ( H 2 C 2 O 4 ) sebanyak  10  ml.  Menitrasi  dengan menggunakan  permanganat  (KM n O 4 )  dalam  keadaan  masihpanas,  hingga larutan berubah warna merah muda. Mencatat volume titra yang digunakan.

## Prosedur Kerja Titrasi BOD
Penentuan  nilai  BOD  didapatkan  dari  pengurangan  nilai DO 0 dan DO 5 , Memasukan  sampel  kedalam  botol  winkler,  menutup  sampai  tidak  ada gelembung  udara,  Menutup  kembali  kemudian  menambahkan  larutan  mangan sufat  (M n SO 4 )dan  larutan  alkali  iodida  azida,  Menunggu  sampel  sampai membentuk endapan coklat, Mempipet endapan dalam botol erlenmeyer 250 ml sebanyak 25 ml. Menambahkan asam sulfat (H 2 SO 4 ) pekat sampai endapan larut kembali,  Mentitrasi  larutan  natrium  tiosulfat (Na 2 S 2 O 3 )  0,025  N  sampai  larutan berwarna  kuning  muda  ,  Menambahkan    beberapa  tetes  indikator  amilum (C 6 H 10 O 6 ) sehingga  larutan  menjadi  biru,  Mentitrasi  kembali  larutan  sampai menjadi bening dan mencatat volume titra yang digunakan.

## Pembuatan Alat Miniatur
Membuat  tempat  pembakaran  briket,  membuat  tabung  penyimpan  air, membuat lubang keci di atas tabung untuk dilalui uap air menuju turbin. Membuat penyangga  tabung  air  dan  ruang    turbin  uap. Kemudian Memasang  turbin  dan dinamo  di  atas  tabung  yang  berisi  air,  menghubungkan  tabung  yang  berisi  air dan  ruang  turbin  uap,  mengunakan  pipa  besi. Air  yang  telah  mendidih  akan mengalami  proses  penguapan,  proses  penguapan  inilah  yang  akan  memutar turbin  dengan  kecepata  rpm,  di  samping  turbin  terdapat  dinamo  yang  akan meruba  energi  gerak  menjadi  energi  listrik,  energi  listrik  mengalir  melalui  kabel menuju  penampungan  energi  yaitu  aki. Setelah  itu  aki  yang  telah  menampung energi  langsung  dilakukan  pengukuran  menggunakan  multimeter,  untuk mengukur arus dan tegangan. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat  yang  telah  dibuat  berfungsi  dengan  yang  diharapkan. Tahap  selanjutnya adalah  perhitungan  daya  atau  watt  yang  di  hasilkan  dari  miniatur  pembangkit listrik tenaga uap dari hasil pembakaran briket.

## Prosedur Kerja Alat
Menyiapkan  tiga  jenis  zat  cair,  air  sumur,  air  sungai,  dan    aquades. Kemudian mengukur BOD, COD, PH dan kekeruan air, masing-masing zat cair. Selanjutnya  memasukan  air  sumur  kedalam  tabung  miniatur.  Menyalakan  api ditungku pembakaran tunggu sampai air mendidih. Menunggu air sumur sampai mendidih  Setelah  air  mencapai  titik  didih  tekanan  uap  yang  dihasilkan    akan memutar  turbin,  dinamo  yang  akan  mengkonfersi  energi  gerak  menjadi  energi listrik. Menambahkan LED mera, dan LED putih pada kabel penghubung dinamo Mengukur  arus  dan  tegangan  mengunakan  multimeter  digital.  Mencatat  hasil pengukuran  arus  dan  tegangan.  Mengulangi  poin  3-8  dengan  zat  cair  yang berbeda.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil pengukuran jenis fluida No   JenisFluida  Kekeruhan (NTU) Keasaman (PH) COD (mg/L) BOD (ppm) 1 Aquades 0,0 5,6 63,2 2,2 2 Air sumur 1,2 5,5 110,6 1,1 3 Air sungai 6,5 5,2 189,6 0,2
Tabel 2. Pengaruh jenis fluida terhadap daya yang dihasilkan
Pada  penelitian  ini  digunakan  tiga  jenis  sampel  fluida  nilai  arus  dan tegangan  yang  diperoleh  masing-masing  dengan  nilai  rata-rata  tegangan diantaranya:  aquades  0,0118 A  dan  1,749  Volt,  air  sumur  0,00344  A dan  1,645 Volt,  dengan air  sungai  0,00238 A dan  1,717 Volt,  pada  hasil  pengukuran  telah terbukti dapat menyalakan lampu LED merah 1,6 Volt.
Gambar 1. Diagram kekeruhan berbagai jenis fluida
0 2 4 6 8 Aquades Air Sumur Air Sungai 0 1.2 6.5 K e k e ru h a n (N T U ) Jenis Fluida
DAYA (Watt) I(A) V(Volt) AQUADEST 0,021 0,0118 1,749 SUMUR 0,006 0,00344 1,645 SUNGAI 0,004 0,00238 1,717
Gambar 2. Diagram PH berbagai jenis fluida
Gambar 3. Diagram kandungan COD berbagai jenis fluida
Gambar 4. Diagram kandungan BOD berbagai jenis fluida
Pengaruh  tingkat  kekeruhan  air  terhadap  daya  yang  dihasilkan. kekeruhan  berbanding  terbalik  terhadap  daya  semakin  besar  tingkat  kekeruhan 6,5  NTU  pada  air  maka  semakin  lambat  perputaran  turbin  karena  tekanan  uap yang  dihasilkan  sangat  kecil  saat  mengalami  titik  didih  sehingga  semakin rendahdaya  listrik  yang  dihasilkan  0,004Watt,  sebaliknya  jika  tingkat  kekeruhan air  semakin  kecil  0,0  NTU  maka  semakin  cepat  turbin  berputar  karena  tekanan
5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 Aquades Air Sumur Air Sungai 5,6 5,5 5,2 PH 0 50 100 150 200 Aquades Air Sumur Air Sungai 63.2 110.6 189.6 C O D (mg /L ) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Aquades Air Sumur Air Sungai 2.2 1.1 0.2 B O D (p p m)
uap yang dihasilkan saat mengalami titik didih sangat besar sehingga daya listrik yang dihasilkan pula semakin tinggi 0,021 Watt.
Pengaruh  tingkat  keasamanterhadap  daya  yang  dihasilkan.  Keasaman berbanding  lurus  terhadap  daya  semakin  tinggi  tingkat  keasaman  5,6  pH  maka turbin  dapat  berputar  cepat  karena  berpengaruh  terhadap  tekanan  uap  yang dihasilkan semakin besar saat air mengalami titik didih, sehingga semakin tinggi daya  listrik  yang  dihasilkan  0,021Watt,  sebaliknya    jika  tingkat  keasaman semakin  rendah  5,2  pH,  maka  turbin  yang  berputar  semakin  lambat  karena tekanan uap mempengaruhi perputaran turbin terhadap titik didih yang dihasilkan sehingga daya listrik yang dihasilkan semakin kecil 0,004 Watt.
Pengaruh COD pada air terhadap daya yang dihasilkan. Kandungan COD berbanding  terbalik  terhadap  daya  listrik  yang  dihasilkan  Semakin  tinggi  kadar COD    189,6  mg/L  dalam  airmaka  semakin  lambat  perputaran  turbin  karena kandungan COD pada air mempengaruhi titik didih air semakin besar nilai COD semakin  lambat  air  mengalami  titik  didih,  sehingga  semakin  rendah  0,004  Watt daya  listrik  yang  dihasilkan.  Sebaliknya  semakin  rendah  kadar  COD  63,2  mg/L dalam air  maka semakin  cepat  perputaran  turbin  karena  kandungan  COD pada air  mempengaruhi  titik  didih  air  semakin  cepat  sehingga  daya  listrik  yang dihasilkan semakin besar 0,021 Watt.
Pengaruh  kadar  BOD  terhadap  daya  listrik  yang  dihasilkan.Kandungan BOD  pada  air  berbanding  lurus  terhadap  daya  listrik  yang  dihasilkan,  semakin tinggi 2,2 ppm kadar BOD dalam air maka turbin akan berputar semakin kencang karena tekanan uap besar, kadar BOD pada air akan mempengaruhi titik didih air sehinggasemakin  tinggi0,021  Watt  daya  listrik  yang  dihasilkan.  Sebaliknya semakin  kecil0,2  ppm  kadar  BOD  dalam  air  maka  turbin  berputar  lambat karenakadar BOD pada air akan mempengaruhi titik didih air sehingga kecildaya listrik yang dihasilkan0,00408646 watt.
Gambar 5. Diagram pengaruh jenis fluidaterhadap daya listrik yang dihasilkan
Pada  penelitian  ini  mengunakan  tiga  jenis  sampel  fluida  yaitu  aquadest, air sumur dan air sungai. Variabel tetap volume air 2000 ml dan briket tempurung kelapa  dengan  massa  1048  gram.  Daya  yang  dihasilkan  pada  aquades  adalah 0,021  watt,  daya  yang  dihasilkan  pada  air  sumur  0,006  watt,  daya  yang dihasilkan pada air sungai 0,004 watt.
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 AQUADEST SUMUR SUNGAI DA Y A ( W a tt )
Pada  grafik  diatas  menyatakan  jenis  fluida  berpengaruh  terhadap  daya listrik  yang  dihasilkan.  Semakin  rendah  tingkat  kekeruhan  pada  air  0,0  NTU, maka pH air akan mendekati netral 5,6 pH, kadar COD dalam air semakin rendah 63,2  mg/L,  dan  kadar  BOD  pada  air  semakin  tinggi2,2  ppm  maka  daya  listrik yang  dihasilkan  semakin  tinggi  0,021  karena  daya  listrik  berbanding  terbalik terhadap  kekerhuan  air,  berbanding  lurus  terhadap  pH  air  dan  berbanding terbalik  terhadap  kandungan  COD  dalam  air  serta  berbanding  lurus  terhadap kandungan BOD pada air.
Sebaliknya jika semakin tinggi tingkat kekeruhan air 6,5 NTU, maka pH air akan mendekati asam 5,2 pH, kadar COD dalam air semakin tinggi 189,6 mg/L, dan  kadar  BOD  pada  air  semakin  rendah  0,2  ppm  maka  daya  listrik  yang dihasilkan lebih kecil 0,004 Watt.Dapat disimpulkanpada penelitian ini dari ketiga sampel  penelitian  masing-masing  yaitu  aquades,  air  sumur,  dan  air  sungai. Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  jenis fluida mempengaruhi besar daya yang dihasilkan.

## 4.  SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa jenis  fluida  yang  dibedakan  atas  parameter  kekeruhan,  COD,  BOD,  dan  pH mempengaruhi  daya  listrik  yang  dihasilkan.  Daya  listrik  tertinggi  dihasilkan  oleh miniatur  dengan  jenis  fluida  aquades  yaitu  sebesar  0,021  watt.  Sedangkan sampel  air  sumur  dan  air  sungai  diperoleh  daya  listrik  masing-masing  sebesar 0,006 watt dan 0,004 watt.

## DAFTAR PUSTAKA
Ali,  Azwar,  2013 Kajian  Kualitas  Air  Dan  Status  Mutu  Air  Sungai  Metro  Di Kecamatan sukun kota Malang : Jurnal Bumi Lestari Vol.13. No.2
Anita, Agnes, 2005 Perbedaan Kadar BOD, COD, TSS, dan MPN Coliform pada Air Limbah Sebelum dan Sesudah Pengolahan di RSUD Nganjuk. Jurnal Kesehatan Lingkungan. Vol.1.No.2
Fardiaz, Srikandi, 1992 Polusi Air Dan Udara. Yoggyakarta : Kanisius
Hermansyah  2017 Rancang  Bangun  Insinerator  dua  tahap  solusi  mengatasi populasi udara pada pembakaran. Makassar : uin press Marsudi,  Djiteng.  2011 Pembangkit  EnergiLlistrik,  edisi  kedua. Jakarta  : Erlangga.