## ANALISIS UNJUK KERJA ALAT PENUKAR KALOR PELAT KAPASITAS 2400 KW DENGAN ALIRAN BERLAWANAN (COUNTERFLOW)
Thomas junaedi,ST,MT 1 , Edi Supriyadi 2
Lecture 1 ,College student 2 ,Departement of machine, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Jakarta, Jalan Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510, Tlp 021- 4244016,4256024, email : thomasjunaedi@yahoo.com

## ABSTRAK
Base Transmission station (BTS) di daerah terpencil atau remote area memiliki kesulitan dalam  penyediaan  sumber  listrik  karena  letak  site  yang  relatif  jauh  dari  jala-jala  AC atau  meskipun  sumber  listrik  AC  tersedia,  namun  tidak  dapat  diandalkan  karena fluktuasi  tegangan  dan  sering  terjadinya  pemadaman  listrik,  sehingga  diperlukan cadangan  energi  listrik  yang  lain.        Untuk  mengatasi  hal  tersebut  maka  di  site-site remote area dilengkapi diesel genset dengan kondisi running secara terus-menerus atau lebih  dikenal  dengan  sistem  konvensional  akibatnya  biaya  operasional  menjadi  tinggi. Untuk  mengatasi  biaya  operasional  yang  tinggi  dilakukan  langkah  modifikasi  berupa penerapan  teknologi Hybrid  Charge Discharge atau  Hybrid  CDC. Penelitian  ini  dibuat untuk melakukan analisa konsumsi bahan bakar diesel genset terhadap modifikasi sistem konvensional,  sehingga  dapat  dijadikan  referensi  untuk  kegiatan  pengembangan teknologi  di  bidang  konversi  energi.    Dari  hasil  monitoring  2  site  BTS  dengan  sistem Hybrid CDC di area tidak terdapat jaringan listrik diperoleh data berupa durasi Hybrid Charge  discharge,  konsumsi  bahan  bakar  diesel  genset,  karakteristik  beban  harian, karakteristik  beban  rectifier,  dan  karakteristik  beban  Battery.    dengan  sistem  Hybrid CDC  dapat  mengurangi  jam  operasional  diesel  genset  sebanyak  ±70%  dalam  24  jam. Akibat  dari  berkurangnya  jam  operasional  tersebut  maka  akan  berimbas  kepada konsumsi  bahan  bakar  diesel  genset  dan  frekuensi  perawatan  diesel  genset.  Untuk konsumsi  bahan  bakar  diperoleh  penghematan  sebesar  ±78%  dalam  24  jam,  secara keseluruhan  dengan  melakukan  modifikasi  sistem  konvensional  menjadi  Hybrid  CDC dapat  diperoleh  total  penghematan  biaya  operasional  BTS  rata-rata  sebesar  Rp 350.000.000,-
Kata Kunci : BTS, Saving Cost,  Modifikasi ke Hybrid CDC

## 1.PENDAHULUAN
Operator  Telekomunikasi  di  negara-negara  berkembang  termasuk  Indonesia, menghadapi tantangan berat dalam  penyediaan sumber listrik untuk Base Transmission station ( BTS )  di  daerah  terpencil  atau remote  area .  Dalam  banyak  kasus  untuk mendapatkan sumber listrik AC menjadi sangat mahal dikarenakan 2 faktor yaitu:
1. Posisi area site yang relatif jauh dari jala-jala AC (remote area).
2. Site lainnya yang memiliki sumber listrik AC, tetapi sumber listrik AC tersebut tidak bisa  diandalkan  karena  fluktuasi  tegangan  dan  sering  terjadinya  pemadaman  listrik, sehingga diperlukan cadangan energi listrik yang lain.
Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut, site-site biasanya  dilengkapi  dengan  diesel genset, yang running secara terus-menerus, namun dengan ditambahnya unit genset maka biaya  operasional  menjadi  tinggi  karena  faktor  kebutuhan  bahan  bakar  yang  meliputi kualitas, harga, dan distribusi. Biaya perawatan yang tinggi, biaya tersebut mencakup:
 Biaya  bahan  bakar  langsung  (konsumsi  BBM  harian).  Biaya  pengangkutan  dan pengisian  BBM,  biasanya  diperlukan  setiap  dua  minggu  atau  satu    bulan,  dengan biaya yang sangat tinggi terutama untuk site remote.
 Penggantian  genset,  dimana  untuk  kondisi  operasional  secara  terus  menerus  genset kecil  mungkin  hanya  berumur  dua  tahun,  sehingga  diperlukan  penggantian  setiap  2 tahun sekali.
Untuk  keperluan  pada  saat  proses  pemeliharaan  rutin  genset, site akan  dilengkapi  juga dengan VRLA ( Valve Regulated Lead Acid ) battery yang akan mem back up daya listrik pada saat proses pemeliharaan berlangsung serta diperlukan sebagai back up daya listrik pada  saat  bahan  bakar  habis.Selain  dari  tingginya  biaya  operasional  genset,  faktor  lain yang  ditimbulkan  adalah  adanya  polusi  udara  dan  polusi  suara  terhadap  lingkungan disekitarnya.

## 2.DIAGRAM ALIR

## PENGAMBILAN DATA
Data operasional: Genset, battery , dan rectifier per hari PERSIAPAN AWAL
1. Pemahaman sistem, meliputi Genset, Battery , Kontroler
2. Penentuan sistem dan lokasi peralatan yang akan dianalisa.
PENGOLAHAN DATA:
1. Genset data: Daya ouput, Konsumsi bahan
bakar, operasional perhari. Battery & Rectifier data : Kontribusi Ah perhari, siklus per hari, operasional perhari.
2. Grafik konsumsi energi harian beserta siklus
hybrid yang terjadi.
MULAI

## 3.METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  dengan  metode  pemasangan  sistem Hybrid langsung  diarea sehingga  sistem  mendapat  beban  aktual  dari  penggunaan  BTS  melalui  sarana Telekomunikasi  dari  pengguna.  Untuk  pengumpulan  data  dilakukan  dengan  cara melakukan  monitoring  sistem  dan  mendownload  data  yang  terekam  oleh  sistem monitoring  melalui  Website  internet.    Sistem  yang  terpasang  di  area  BTS  akan  bekerja automatis  dan  data-data  kejadian  akan  terekam  oleh  sistem  monitoring  berupa  website internet  yang  dapat  dibuka  atau  diakses  diamanpun  kita  berada  selama  jaringan telekomunikasi tersedia.

## 4.DATA HASIL PENELITIAN
4.1.1 Site Permis (Sumatera Selatan)
Grafik 4.1. Siklus Hybrid CDC site Permis
Dari  grafik  hasil  pengukuran  didapatkan  sistem Hybrid Charge  discharge untuk site Permis dapat berfungsi dengan baik, sehingga dapat dianalisa beberapa hal yaitu :

## HASIL PENGOLAHAN DATA
Analisa, Pembahasan, Kesimpulan
SELESAI
1. Durasi Hybrid charge discharge
Grafik 4.2.  Durasi Hybrid charge discharge site Permis
Untuk site Permis  konfigurasi charge  discharge yang  terjadi  adalah battery discharge rata-rata  mendekati  7  jam  dan  durasi charge rata-rata  3,5  jam,  sehingga  dalam  24  jam akan  terjadi  siklus  sebanyak  2x.  Dengan  konfigurasi  ini  maka  Genset  akan running selama ± 7 jam dalam 1 hari, dengan demikian akan terjadi pengurangan jam  operasional genset dibandingkan dengan sistem konvensional ( running 24 jam) sebanyak 17 jam atau berkurang 71%.

## 2. Konsumsi bahan bakar solar
Akibat  berkurangnya  jam    operasional  genset  maka  akan  berpengaruh  kepada konsumsi bahan bakar genset dan frekuensi maintenance genset. Berikut grafik konsumsi bahan bakar genset selama siklus CDC berjalan:
Grafik 4.3.  Konsumsi Bahan bakar Site Permis
Untuk site Permis konsumsi bahan bakar solar dalam 24 jam  maksimum  sebanyak 18,5 liter sehingga dalam 1 bulan akan menghabiskan solar kurang lebih sebanyak 554.4 liter, jika  dibandingkan  dengan  sistem  konvensional  ( running 24  jam)  yang  menghabiskan bahan bakar solar sebanyak 2520 liter atau terjadi penghematan sebanyak 1965 liter atau sekitar  78%.  Berikut  perbandingan  kebutuhan  bahan  bakar  antara  sistem  konvensional dan sistem hybrid CDC :
Tabel 4.1 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar antara Sistem Konvensional dan Sistem Hybrid CDC Site Permis No Konsumsi Bahan bakar Running genset Konvensional Running genset Hybrid CDC Penghematan bahan bakar dengan sistem hybrid  CDC 1 Running genset dalam dalam 1 hari 24 jam 7 jam 17 Jam 2 Konsumsi bahan bakar selama 1bulan 2520 liter 554.4 liter 1965.6 liter Konsumsi dalam 1 tahun @365 hari 30660 liter 6752.5 liter 23907.5 liter Frekuensi Pengisian tangki 3000 liter 1 bulan 1 x 5 bulan 1x 4 Bulan Kebutuhan bahan bakar dalam rupiah dalam 1 tahun @ Rp 12000 per liter Rp 367.920.000,- Rp 81.030.000,- Rp. 286.890.000 Penghematan biaya dalam 1tahun dengan sistem hybrid CDC Rp 286.890.000
Akibat  pengurangan  durasi  operasional  genset  maka  akan  berdampak  pada  frekuensi maintenance  genset  tersebut,  berikut  estimasi  frekuensi  penggantian consumable part genset setelah dimodifikasi dengan sistem CDC :
Tabel 4.2 Estimasi frekuensi penggantian consumable part genset dengan sistem CDC
Site Permis No Konsumsi Consumable Part Consumable genset Konvensional Consumable genset Hybrid CDC Penghematan comsumable part Penghematan biaya untuk consumable part 1. Running genset 8760 Jam 2555 Jam 6250 Jam -
dalam 1 tahun
2. Filter Udara (1250 jam) @Rp 250.000,- 7 kali 2 kali 5 buah Rp 1.250.000,- 3. Filter oli (250 jam ) @Rp 50.000,- 35 kali 10 kali 25 buah Rp 1.250.000,- 4. Filter Bahan bakar (500 jam) @Rp 150.000,- 18 kali 5 kali 13 buah Rp 1.950.000,- 5. Water Separator ( 500 jam)   @Rp 100.000,- 18 kali 5 kali 13 buah Rp 1.300.000,- 6. Oli Pelumas @6,5 liter (250 jam ) @ Rp 18.000,- 35 kali 10 kali 162,5 liter Rp 2.925.000,- 7 Frekuensi Kunjungan @Rp 2000.000,- 35 kali 10 kali 25 kali Rp 50.000.000,- Total pengehematan biaya dalam 1 tahun Rp 58.675.000,-
Sehingga  total  penurunan  biaya  operasional  untuk  pulau  Permis  dengan  melakukan perubahan dari sistem konvensional menjadi Hybrid CDC dalam 1 tahun adalah sebesar Rp 345.565.000.

## 4.1.2 Site Kangean (Pulau Madura)
Grafik 4.4. Siklus Hybrid CDC site Kangean
Dari  grafik  hasil  pengukuran  didapatkan  sistem Hybrid Charge  discharge untuk site Kangenan dapat berfungsi dengan baik, sehingga dapat dianalisa beberapa hal yaitu :
1. Durasi Hybrid charge discharge
Grafik 4.5.  Durasi Hybrid charge discharge site Kangean
Untuk site Kangean    konfigurasi charge  discharge yang  terjadi  adalah discharge rata- rata  7  jam  dan  durasi charge mendekati  rata-rata  3,3  jam,  sehingga  dalam  24  jam  akan terjadi  siklus  sebanyak  2x.  Dengan  konfigurasi  ini  Genset  hanya running selama  ±  6,6 jam  dalam  1  hari,  dengan  demikian  akan  terjadi  pengurangan  jam  operasional  genset dibandingkan  dengan  sistem    konvensional  ( running 24  jam)  sebanyak  17,4  jam  atau berkurang 72,5%.

## 2. Konsumsi bahan bakar solar
Dengan  berkurangnya  jam  operasional  genset  maka  akan  berpengaruh  kepada konsumsi bahan bakar genset, dan frekuensi maintenance genset. Berikut grafik konsumsi bahan bakar genset selama siklus CDC berjalan:
Grafik 4.6.  Konsumsi Bahan bakar Site Kangean
Untuk site Kangean    konsumsi  bahan  bakar  solar  dalam  24  jam    maksimum sebanyak  16,4  liter  sehingga  dalam  1  bulan  akan  menghabiskan  solar  kurang  lebih sebanyak  492  liter  dibandingkan  dengan  sistem  konvensional  ( running 24  jam)  yang dapat  menghabiskan  bahan  bakar  solar  dalam  1  bulan  sebanyak  2520  liter  atau  terjadi penghematan  sebanyak  2028  liter  atau  sekitar  80%.  Berikut  perbandingan  kebutuhan bahan bakar antara sistem konvensional dan sistem Hybrid CDC :
Tabel 4.3 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar antara Sistem Konvensional dan Sistem Hybrid CDC Site Kangean No Konsumsi bahan bakar Running genset Konvensional Running genset Hybrid CDC Penghematan bahan bakar dengan sistem hybrid  CDC 1 Konsumsi bahan bakar selama 1 bulan 2520 liter 492 liter 2028 liter 2 Konsumsi dalam 1 tahun @365 hari 30660 liter 5986 liter 24674 liter 3 Frekuensi Pengisian tangki 3000 liter 1 bulan 1 x 6 bulan 1x 5 Bulan 4 Kebutuhan bahan bakar dalam rupiah dalam 1 tahun @ Rp 12000 per liter Rp 367.920.000,- Rp 71.832.000,- Rp. 296.088.000 5 Penghematan biaya dalam 1tahun Rp 296.088.000
Dari  pengurangan  durasi  operasional  genset  maka  akan  berdampak  pada  maintenance genset itu sendiri, berikut estimasi frekuensi penggantian consumable part genset setelah dimodifikasi dengan sistem CDC :
Tabel 4.4 Estimasi frekuensi penggantian consumable part genset dengan sistem CDC
Site Kangean No Konsumsi Consumable Part Consumable genset Konvensional Consumable genset Hybrid CDC Penghematan comsumable part Penghematan biaya untuk consumable part 1. Running genset dalam 1 tahun 8760 Jam 2409 Jam 6351 Jam - 2. Filter Udara (1250 jam) @Rp 250.000,- 7 kali 2 kali 5 buah Rp 1.250.000,- 3. Filter oli (250 jam ) @Rp 50.000,- 35 kali 10 kali 25 buah Rp 1.250.000,- 4. Filter Bahan bakar (500 jam) @Rp 150.000,- 18 kali 5 kali 13 buah Rp 1.950.000,- 5. Water Separator ( 500 jam) @Rp 100.000,- 18 kali 5 kali 13 buah Rp 1.300.000,- 6. Oli Pelumas @6,5 liter (250 jam ) @ Rp 18.000,- 35 kali 10 kali 162,5 liter Rp 2.925.000,- 7 Frekuensi Kunjungan @Rp 2000.000,- 35 kali 10 kali 25 kali Rp 50.000.000,- Total pengehematan biaya dalam 1 tahun dengan sistem hybrid CDC Rp 58.675.000,-
Sehingga total penurunan biaya operasional untuk pulau Kangean dengan melakukan perubahan dari sistem konvensional menjadi Hybrid CDC dalam 1 tahun adalah sebesar Rp 354.763.000,- Dari  kedua site diatas,  dalam  24  jam  diperoleh  siklus charge  discharge sebanyak  2 kali dengan rincian sebagai berikut:
 Durasi battery discharge atau Genset kondisi off selama 17 jam.
 Durasi battery charging atau Genset running selama 2 x 3,5 jam.

## 5.1. KESIMPULAN
1. Untuk site Permis (Sumatera Selatan) dari konfigurasi charge discharge diperoleh sebagai berikut :
 Durasi discharge  battery rata-rata  7  jam  dan  durasi charge  battery rata-rata 3,5 jam, sehingga dalam 24 jam akan terjadi siklus sebanyak 2x.
 Dengan  konfigurasi  tersebut  diesel  Genset  akan running selama  ±  7  jam dalam  24  jam  atau  terjadi  penghematan  sebesar  71%  dibandingkan  dengan sistem konvensional.
 Penghematan  bahan  bakar  solar  dalam  1  bulan  sebanyak  1965  liter  atau sebesar 78% dibandingkan sistem konvensional.
 Total penurunan biaya operasional dengan sistem Hybrid CDC dalam 1 tahun sebesar Rp 345.565.000.
2. Untuk site Kangean  (Pulau  Madura)  dari  konfigurasi charge discharge  diperoleh sebagai berikut :
 Durasi discharge  battery rata-rata  7  jam  dan  durasi charge  battery rata-rata 3.3 jam sehingga dalam 24 jam akan terjadi siklus sebanyak 2x.
 Dengan  konfigurasi  tersebut  diesel  Genset  akan running selama  ±  6,6  jam dalam 24 jam atau terjadi penghematan sebesar 72,5 % dibandingkan dengan sistem konvensional.
 Penghematan  bahan  bakar  solar  dalam  1  bulan  sebanyak  2028  liter  atau sebesar 80% dibandingkan sistem konvensional.
 Total penurunan biaya operasional dengan sistem Hybrid CDC dalam 1 tahun adalah sebesar Rp 354.763.000,-
3. Dari hasil pengukuran data kedua site di atas terlihat bahwa konsumsi bahan bakar diesel  genset  sistem Hybrid CDC relatif  lebih  hemat  dibandingkan  sistem konvensional.
4. Degan  sistem Hybrid  CDC umur  genset  (operasional)  relatif  akan  lebih  panjang dibandingkan dengan sistem konvensional (sistem 2 unit genset, running 24 jam).

## 5.2 SARAN
1. Dalam  pemilihan  unit  Genset,  besarnya  kapasitas  genset  disesuaikan  dengan kebutuhan  perhitungan  beban,  dimana  pada  analisa  data  Tugas  akhir  ini  unit genset  yang  digunakan  merupakan  unit  yang  sudah  terpasang  dilapangan  yaitu 22kVA. Sedangkan beban aktual di BTS maksimal sebesar 10kVA sehingga kita dapat  menggunakan  genset  dengan  kapasitas  sebesar  12kVA  hal  ini  dapat mengurangi biaya investasi.
2. Perlu  dilakukan  penelitian  lanjutan  “Long  term  analysis”  untuk  mengetahui ketahanan komponen-kompenen sistem Hybrid CDC terutama umur battery yang digunakan, karena battery merupakan komponen utama agar sistem CDC bekerja sesuai dengan design yang kita inginkan.

## DAFTAR REFERENSI
1. Drs Robingu Usman & Drs Sardjijo, Motor Bakar 3 (Departemen Pendidikan dan Kebudayaan: Jakarta, 1978)
2. John  B.  Heywood,  1988, Internal  Combustion  Engine  Fundamentals , McGrawHill, series in Mechanical Engineering
3. Wiranto Arismunandar, 1988, Penggerak Mula Motor Bakar Torak , penerbit ITB, Bandung.
4. William  C.  Reynolds  &  Henry  C.  Perkins,  1987, Engineering  Thermodynamic , diterjemahkan  oleh  Ir.  Filino  Harahap,  Msc.Ph.D  dan  Pantur  Silaban,  Ph.D, penerbit Erlangga, Jakarta.
5. Tim  fakultas  teknik  Universitas  Negeri  Yogyakarta, Teknik  dasar  motor  diesel , (Yogyakarta:  Bagian  proyek  pengembangan  kurikulum  Direktorat  pendidikan menengah  kejuruan  Direktorat  jenderal  pendidikan  dasar  dan  menengah Departemen pendidikan nasional, 2003).
6. FIAMM Manual battery training, 1990, Italy
7. Perawatan Genset ( www.dahaga.com , 2010)
8. http://www.caturmukti.com
9. id.istanto.net/document/buku-ajar-mesin-konversi-energi.pdf
10. http://www.roymech.co.uk/Related/Thermos/Thermos_4_Stroke.html ; http://file.up i.edu/Direktori/FPTK/.../TRANS_DIAGRAM_P-V.pdf
11. http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/.../TRANS_DIAGRAM_P-V.pdf