## ANALISA PERHITUNGAN ENERGI LISTRIK PADA SEPEDA LISTRIK HYBRID
Dhimas Satria 1,* , Rina Lusiani 2 , Haryadi 3 , Imron Rosyadi 4 , Ahmad Fauzi 5 1,2,3,4,5 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa,
Jl. Jendral Sudirman km 03, Cilegon, Banten, Indonesia, 42435 *Email: dhimas@untirta.ac.id Diterima: 05-04-2017 Direvisi: 15-04-2017 Disetujui: 01-06-2017

## ABSTRAK
Di zaman yang semakin modern ini banyak kebutuhan yang semakin meningkat, salah satunya adalah energi.  Energi  fosil  telah  lama  sebagai  bahan  bakar  utama  yang  digunakan  pada  mesin-mesin. Pemanfaatan energi yang dilakukan secara berlebihan semakin menurunkan ketersediaan energi fosil tersebut. Untuk mengurangi ketergantungan pada energi fosil yang pembentukannya sangat lama dan cepat  habis,  maka  dari  itu  dibutuhkan  adanya  pemanfaatan  energi  alternatif  yang  lebih  ramah lingkungan  dan  mudah  didapat.  Dalam  penelitian  ini  dilakukan  analisa  energi  listrik  pada  sepeda listrik hybrid . Dalam analisa ini meliputi pemanfaatan energi listrik dan konsumsi energi listrik pada sepeda listrik hybrid dengan  hasil  pengujian  untuk  memanfaatkan energi  yang  terbuang  pada  sepeda listrik hybrid dengan  kecepatan  25 km/jam saat  kondisi  jalan  mendatar  yaitu  9,36 watt .  Sedangkan dengan  pemanfaatan  energi  yang  terbuang  pada  kecepatan  20 km/jam saat  kondisi  jalan  mendatar, daya  yang  dibangkitkan  alternator  sebesar  8,16 watt .  Sedangkan  pada  kondisi  jalan  menurun  pada kecepatan  15 km/jam saat kondisi jalan  menurun  adalah  3 watt dan  pada  kecepatan  10 km/jam daya yang dibangkitkan sebesar 0,03 watt. Untuk konsumsi energy listrik daya yang digunakan oleh sepeda listrik hybrid pada  pembebanan  awal  dengan  jarak  25 meter dan  waktu  tempuh  12,83 detik adalah 87,61 watt , sedangkan untuk kondisi jalan mendatar pada kecepatan konstan 20 km/jam adalah sebesar 29,42 watt dengan  menempuh  jarak  475 meter .  Sedangkan  daya  yang  digunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid pada  beban  perjalanan  mendaki  sejauh  25 meter dengan  kemiringan  220  pada  kecepatan  5 km/jam akan menghabiskan daya sebesar 483,85 watt .
Kata kunci: Sepeda listrik, performa, pemanfaatan energi, konsumsi energi .

## ABSTRACT
In this increasingly modern era, many needs are increasing, one of which is energy. Fossil energy has long been the main fuel used on machines. Excessive use of energy further decreases the availability of fossil energy. To reduce the dependence on fossil energy that its formation is very long and quickly exhausted, hence the need for the utilization of alternative energy more environmentally friendly and easy to get. In this research, electrical energy analysis on hybrid electric bikes is done. In this analysis includes  the  utilization  of  electrical  energy  and  electrical  energy  consumption  on  a  hybrid  electric bike with the test results to utilize the energy wasted on a hybrid electric bike at a speed of 25 km / h when the horizontal road condition is 9.36 watts. Whereas with the utilization of wasted energy at a speed  of  20  km  /  h  when  the  road  conditions  horizontally,  the  generator  generated  power  of  8.16 watts. While on road conditions decreases at a speed of 15 km / h when the road conditions decrease is 3 watts and at a speed of 10 km / h power raised by 0.03 watts. For electric energy consumption of power used by hybrid electric bikes at the initial loading with a distance of 25 meters and travel time of 12.83 seconds is 87.61 watts, while for horizontal road conditions at a constant speed of 20 km / h is 29.42 watts with Covering 475 meters. While the power used by a hybrid electric bike on a ride load up to 25 meters with a slope of 220 at a speed of 5 km / h will consume power of 483.85 watts.
Keywords : Electric bikes, performance, energy utilization, energy consumption

## PENDAHULUAN
Dewasa  ini  penggunaan  sepeda  sebagai  alat transportasi  alternatif  semakin  meningkat.  Di kota-kota  besar  telah  dibuat  jalur  khusus  bagi pengguna  sepeda  bahkan  undang-undang khusus  bagi  pengendara  sepeda.  Hal  ini dilakukan  untuk  meningkatkan  kesadaran masyarakat  tentang  pemanfaatan  energi  yang lebih ramah lingkungan. Semakin meningkatnya  teknologi  berdampak  pada teknologi  yang  diaplikasikan  pada  sepeda  saat ini,  salah  satunya  adalah  sepeda  listrik. Awalnya sepeda hanya digunakan dengan cara dikayuh  namun  saat  ini  telah  banyak  sepeda yang  memanfaatkan  tenaga  listrik  untuk menggerakannya sebagai tenaga tambahan. Memanfaatkan  putaran  roda  dan  putaran flywheel untuk  memutar  alternator  yang nantinya  akan  menghasilkan  listrik,  kemudian energi listrik tersebut disimpan pada akumulator.  Pada  saat  akan  digunakan  maka energi listrik pada akumulator disalurkan pada mesin  saat  berfungsi  sebagai  motor  listrik untuk  memutar  roda  belakang.  Proses  dalam menghasilkan energi listrik ini yang dimanfaatkan  sebagai  energi  terbarukan  pada penggunaan  sepeda.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  mengetahui  produksi  energi  listrik  dari energi yang dimanfaatkan pada saat pengereman  dan  untuk  Mengetahui  konsumsi daya  listrik  yang  digunakan  oleh  motor listrik/ dymano pada sepeda listrik hybrid .

## METODE PENELITIAN
Cara Kerja Sepeda Listrik Hybrid Pada  sepeda  listrik hybrid ini  terdapat  cara kerja  untuk  menghasilkan  energi  listrik  yang dimanfaatkan dari pengereman untuk memutar flywheel yang  ditransmisikan  roda  belakang sepeda  listrik hybrid agar  dapat  memutar alternator  yang  dapat  menghasilkan  energi listrik.  Pada  konsumsi  energi  listrik,  tuas  gas dapat  diputar  sehingga  arus  dapat  dikontrol dari  putaran  tuas  gas,  kemudian  arus  juga berfungsi untuk memutar motor listrik sebelum arus dari akumulator mensuplay arus ke motor listrik.

## Metode Penelitian
Metode  penelitian  yang  dilakukan  adalah menganalisa  energi  listrik  pada  sepeda  listrik hybrid dengan  variasi  lintasan,  beban,  dan
kecepatan.  Pengumpulan  data  yang  diambil yaitu  dari  mengkombinasikan  kondisi  jalan yang menanjak, menurun, mendatar, perbedaan beban, dan perbedaan kecepatan. Sehingga dari beberapa  kondisi  tersebut  dapat  diukur besarnya  energi  lisrik  yang  dibangkitkan  dan digunakan.  Dari  penelitian  yang  dilakukan akan diambil data berupa tegangan, arus, daya, dan  waktu  untuk  dapat  mengetahui  seberapa besar  kemampuan  sepeda  listrik hybrid dapat membangkitkan  energi  listrik  dan  dapat mengetahui  seberapa  besar  konsumsi  energi listrik pada sepeda listrik hybrid .

## Diagram Alir Penelitian
Gambar 1 . Diagram alir penelitian
Perancangan dan Pembuatan Sepeda
Listrik Hybrid Dalam perancangan sepada listrik hybrid harus memenuhi  fungsi  utama  yaitu  sebagai  alat transportasi  yang  dapat  dikendarai  serta memiliki  performa  sebaik  mungkin,  agar dalam  proses  pembuatan  sepeda  listrik hybrid ini  lebih  mudah  dalam  pengerjaan  tujuan utamanya serta sesuai dengan harapan.
Kriteria Alanisa Sepeda Listrik Hybrid Sebelum  menentukan  kriteria  performa  dari sepeda listrik hybrid terlebih dahulu merancang  suatu  konsep  atau  prosedur pengujian  dalam  proses  pengambilan  data, adapun  data  yang  harus  didapatkan  adalah sebagai berikut:
Informasi lingkungan , Informasi produksi dan konsumsi  energi  listrik,  Informasi  bobot pengendara, Mengevaluasi, Dokumentasi. Kriteria  performa  pada  sepeda  listrtik hybrid ini terdapat dua buah yaitu menganalisa energy listrik  pada  sepeda  listrik hybrid ini  dilakukan dengan  pengujian  performa  dengan  kondisi jalan,  beban,  dan  kecepatan  yang  bervariasi. Agar  dapat  mengidentifikasi  permasalahan yang  terjadi  pada  sepeda  listrik hybrid . Kemudian  mengambil  langkah  perbaikan sampai  memperoleh  performa  terbaik.  Metode pengujian ini meliputi peralatan pengujian dan tahap-tahap pengujian yang dilakukan.

## Diagram Prosedur Pengambilan Data
Gambar 2 . Diagram alir pengujian
Persiapan pengujian
Persiapan pengujian adalah persiapan- persiapan  yang  harus  dilakukan  sebelum melakukan  pengujian.  Persiapan  ini  meliputi tahap, antara lain:
Seorang  pengendara  mengunakan  APD  yang telah  dipersiapkan,  Menimbang  massa  sepeda listrik hybrid berikut  dengan  pengendara  dan aksesorisnya,  Menentukan  jarak  tempuh  dan kondisi  jalan  yang  akan  digunakan  sepeda listrik hybrid pada saat pengujian.
Untuk  produksi  energi  listrik,  kondisi  jalan saat  sepeda  listrik  dikayuh  sepanjang  450 meter  dan  saat  pengereman  50  meter  dengan kecepatan  20  km/jam,  menurun  sepanjang  25 meter  dengan  sudut  kemiringan  22 0 dengan kecepatan 20 km/jam.
Untuk  konsumsi  energi  listrik,  kondisi  jalan saat  sepeda  listrik  dengan  jalan  mendatar  500 meter dengan kecepatan 20 km/jam, menanjak sepanjang  20  meter  dengan  sudut  kemiringan 22 0 dengan kecepatan 10 km/jam.

## Jalannya pengujian
Setelah  memasang  alat  uji  pada  rangkaian, pada  pengujian  ini  seorang  driver  lengkap dengan  alat  pelindung  diri  akan  mengendarai sepeda listrik hybrid dengan kecepatan konstan sebesar 20 km/jam.
Pengujian  produksi  energi  listrik  saat  jalan mendatar, sepeda berjalan sepanjang 450 meter untuk  mendapatkan  kecepatan  konstan  yang diinginkan.  Setelah  mencapai  jarak  450  meter sepeda  listrik hybrid tidak  berhenti,  melaikan melanjutkan  perjalanan  dengan  mengurangi kecepatan  karena  terjadi  pemanfaatan  energi sepanjang  50  meter  yang  dimana  jumlah keseluruha  jarak  tempuh  dari  sepeda  listrik hybrid adalah  sepanjang  500  meter  hal  ini dilakukan  untuk  mengetahui  besaran  tegangan dan  arus  yang  bangkitkan  selama  perjalanan serta  waktu  tempuh  yang  digunakan  sepeda listrik hybrid .
Pengujian  produksi  energi  listrik  saat  jalan menurun, hal ini dilakukan dengan menempuh jarak  sepanjang  25  meter  dengan  sudut kemiringan 22 0 sepeda listrik hybrid dijalankan dari garis start dari kondisi diatas puncak serta finish berada dibawah. Selama menurun terjadi pemanfaatan  energi  untuk mengetahui  besaran tegangan  dan  arus  yang  digunakan  selama perjalanan serta waktu tempuh yang digunakan sepeda listrik hybrid .
Pengujian  konsumsi  energi  listrik  saat  jalan mendatar, dengan kondisi awal yang mendatar 25  meter  ini  merupakan  sebuah  beban  awal yang  digunakan  sepeda  listrik hybrid karena untuk  mendapatkan  kecepatan  dan  arus  yang konstan.  Setelah  mencapai  jarak  25  meter sepeda listrik hybrid tidak berhenti, melainkan melanjutkan  perjalanan  sepanjang  475  meter yang dimana jumlah keseluruhan jarak tempuh dari sepeda listrik hybrid adalah sepanjang 500 meter  hal  ini  dilakukan  untuk  mengetahui besaran  tegangan  dan  arus  yang  digunakan selama  perjalanan  serta  waktu  tempuh  yang digunakan sepeda listrik hybrid .
Pengujian  konsumsi  energi  listrik  saat  jalan mendaki,  hal  ini  dilakukan  dengan  menempuh jarak  sepanjang  25  meter  dengan  sudut kemiringan 22 0 sepeda listrik hybrid dijalankan dari  garis  start  dari  kondisi  mendaki  serta finish berada pada atas bukit.
Dari  keseluruhan  pengujian  baik  produksi  dan konsumsi  energy  listrik  seorang  pengendara sepeda listrik hybrid harus berkonsentrasi pada medan  jalan,  ia  juga  dituntut  untuk  sesekali melihat  besaran  arus  yang  digunakan  dan dikeluarkan  selama  berkendara.  Pengujian sepeda  listrik hybrid dibantu  dengan  beberapa kru  team  lainnya  yang  berada  pada  garis  start dan  finish  yaitu  bertugas  sebagai  pencatat waktu yang digunakan oleh driver.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Produksi  Energi  Listrik  Pada  Sepeda Listrik Hybrid Saat Jalan Mendatar
Setelah  melakuan  pengujian  performa  dengan variasi yang telah ditentukan, selanjutnya akan dianalisa  performa  yang  dibangkitkan  pada tiap-tiap komponen pada sepeda listrik hybrid . Diantaranya yaitu pada komponen
akumululator dan alternator yang membangkitkan energi listrik dari pemanfaatan energy  yang  terbuang  pada  sepeda  listrik hybrid ,  sehingga  akan  diketahui  produksi energy listrik dari keseluruhannya.
Pengambilan  data  juga  dilakukan  sebanyak  5 kali dengan interval waktu dan kecepatan yang berbeda,  hal  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan data  yang  valid  dan  menghindari  kesalahan dalam  pengambilan  data.  Langkah  pertama untuk  mengetahui  produksi  energy  listrik  dari sepeda  listrik hybrid ini  adalah  dengan  cara menganalisa  data  dari  hasil  percobaan  pada kondisi  jalan  menurun  dan  mendatar  dengan
kecepatan  bervariasi.  Adapun  data  yang didapatkan dari hasil pengujian dengan kondisi jalan  mendatar  ini  akan  ditampilkan  kedalam bentuk tabel 1.
Tabel  1 .  Produksi  Energi  Listrik  Saat  Jalan Mendatar
No Kec. (km/jam ) Nilai rata ( A) Tegangan ( volt ) Waktu (S) 1 25 0,78 12 13,39 2 20 0,68 12 12,07 Pemanfaatan Energy Pada Saat Pengereman Dengan Kecepatan 20 Km/Jam
Gambar 3 . Grafik arus listrik terhadap waktu pada kecepatan 25 km/jam
Berdasarkan gambar 3, arus yang dibangkitkan alternator  saat  pemanfaatan  pada  kecepatan sepeda  listrik hybrid mencapai  25 km/jam mencapai 0,78 ampere , arus yang dibangkitkan oleh  alternator  menurun  disebabkan  putaran alternator yang semakin rendah.
Untuk  mengetahui  putaran  permenit  yang terjadi  pada  alternator,  maka  sepeda  listrik hybrid terlebih dahulu diassumsikan berdasarkan  data  yang  telah  didapat  dengan menempuh kecepatan 25 km/jam atau 6,94 m/s , hal ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam analisa  perhitungan  produksi  listrik  dari pemanfaatan energi pada sepeda listrik hybrid, maka kecepatan sudut pada roda sepeda listrik hybrid dapat diketahui, ω = 23,12 𝑟𝑎𝑑 / 𝑠.
Setelah  mendapatkan  kecepatan  sudut  pada roda  sepeda  listrik hybrid dengan  kecepatan 6,94 m/s, maka akan didapat putaran permenit pada roda sepeda listirk hybrid ,
𝑛 roda belakang = 220,98 𝑟𝑝𝑚
Dengan  mengetahui  putaran  permenit  pada roda  sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat putaran  permenit  pada gear kopling  sepeda listrik hybrid yang  satu  poros dengan flywheel dengan  perbandingan  sprocket  roda  terhadap gear kopling yang satu poros terhadap flywheel 2,75:1, 𝑛 𝑓𝑙𝑦𝑤ℎ𝑒𝑒𝑙 = 607,447 𝑟𝑝𝑚.
Saat  putaran  permenit  pada  roda  220,98 rpm diapat putaran permenit pada flywheel 607,447 rpm karena  perbandingan  rasio gear kopling yang  satu  poros  dengan flywheel pada  sepeda listrik hybrid adalah 2,75:1. Setelah mendapatkan  putaran  permenit  pada gear kopling  yang  satu poros  dengan flywheel pada sepeda  listrik hybrid, dengan  itu  didapat putaran  permenit  pada  alternator  dengan  rasio sprocket  alternator  dengan flywheel adalah 2,75:1, maka didapat 𝑛 𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑡𝑜𝑟 = 1670,48 𝑟𝑝𝑚.
Setelah  putaran  permenit  pada  alternator sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat  daya listrik  yang  dihasilkan  oleh  alternator  dengan mengukur  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan oleh alternator sepeda listrik hybrid adalah: 𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 9,36 𝑤𝑎𝑡𝑡, 𝑃 𝑚𝑎𝑥 = 24 𝑤𝑎𝑡𝑡
Sebelum  terjadi  pengereman  pada  keceptan sepeda  listrik hybrid mencapai  25 km/jam, flywheel diputar  untuk  memanfaatkan  energy yang  terbuang  dari  sepeda  listrik hybrid saat pengereman  untuk  memutar  alternator.  Pada saat  alternator  berputar  dengan  putaran 1670,48 rpm, arus  yang  dihasilkan  oleh alternator  sebesar  0,78 ampere dengan tegangan  12 volt ,  sehingga  daya  yang dihasilkan  oleh  alternator  pada  putaran 1670,48 rpm adalah  9,36 watt .  Setelah mendapatkan  daya  listrik  yang  dihasilkan  dan daya  maksimal  pada  alternator  sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  nilai  persentase  daya yang  dihasilkan  alternator  dengan  cara membagi  daya  keluar  dengan  daya  maksimal yaitu  didapat, 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝐵𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖𝑡𝑘𝑎𝑛 = 39 %.
Maka  nilai  persentase  daya  yang  dibangkitkan alternator  untuk  mendapatkan  pemanfaatan energy pada sepeda listrik hybrid yang didapat dengan kondisi jalan mendatar pada kecepatan 25 km/jam adalah 39 %.
Untuk  mengetahui  analisa  berapa  lama  waktu untuk  mengisi  akumulator  dengan  spesifikasi akumulator 40 Ah dengan arus ayng dihasilkan alternator  dari  pemanfaatan  energi  pada kecepatan 25 km/jam adalah, 𝑡 = 50,28 jam
Pemanfaatan Energy Pada Saat Pengereman Dengan Kecepatan 20 km/jam
Gambar  4 .  Grafik  arus  listrik  terhadap  waktu pada kecepatan 25 km/jam
Berdasarkan gambar 4, arus yang dibangkitkan alternator  saat  pemanfaatan  pada  kecepatan sepeda  listrik hybrid mencapai  20 km/jam mencapai 0,68 ampere , arus yang dibangkitkan oleh  alternator  menurun  disebabkan  putaran alternator yang semakin rendah.
Variasi  percobaan  pemanfaatan  energi  pada sepeda  listrik hybrid selanjutnya  dengan kondisi  jalan  mendatar  pada  kecepatan 20 km/jam , untuk mengetahui putaran permenit alternator sepeda listrik hybrid pada kecepatan 20 km/jam, maka harus didapat kecepatan sudut pada roda yaitu ω = 18,53 𝑟𝑎𝑑 / 𝑠.
Setelah  mendapatkan  kecepatan  radius  pada sepeda  listrik hybrid dengan  kecepatan  5,56 m/s, maka akan didapat putaran permenit pada roda sepeda listirk hybrid ,
𝑛 roda belakang = 177,03 𝑟𝑝𝑚
Dengan  mengetahui  putaran  permenit  pada roda  sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat putaran  permenit  pada gear kopling  sepeda listrik hybrid yang  satu  poros dengan flywheel dengan  perbandingan  sprocket  roda  terhadap gear kopling yang satu poros terhadap flywheel
2,75:1, 𝑛 𝑓𝑙𝑦𝑤ℎ𝑒𝑒𝑙 = 486,83 𝑟𝑝𝑚.
Saat  putaran  permenit  pada  roda  177,03 rpm diapat  putaran  permenit  pada flywheel 486,83 rpm karena  perbandingan  rasio gear kopling yang  satu  poros  dengan flywheel pada  sepeda listrik hybrid adalah 2,75:1. Setelah mendapatkan  putaran  permenit  pada gear kopling  yang  satu poros  dengan flywheel pada
sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  putaran permenit pada alternator dengan rasio sprocket alternator dengan flywheel adalah 2,75:1, maka didapat 𝑛 𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑡𝑜𝑟 = 1338,78 𝑟𝑝𝑚 .
Setelah  putaran  permenit  pada  alternator sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat  daya listrik  yang  dihasilkan  oleh  alternator  dengan mengukur  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan oleh alternator sepeda listrik hybrid adalah: 𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 8,16 𝑤𝑎𝑡𝑡, 𝑃 𝑚𝑎𝑥 = 24 𝑤𝑎𝑡𝑡.
Sebelum  terjadi  pengereman  pada  keceptan sepeda  listrik hybrid mencapai  20 km/jam, flywheel diputar  untuk  memanfaatkan  energy yang  terbuang  dari  sepeda  listrik hybrid saat pengereman  untuk  memutar  alternator.  Pada saat  alternator  berputar  dengan  putaran 1338,78 rpm arus  yang  dihasilkan  oleh alternator  sebesar  0,68 ampere dengan tegangan  12 volt ,  sehingga  daya  yang dihasilkan  oleh  alternator  pada  putaran 1338,78 rpm adalah  8,16 watt .  Setelah mendapatkan  daya  listrik  yang  dihasilkan  dan daya  maksimal  pada  alternator  sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  nilai  persentase  daya yang  dihasilkan  alternator  dengan  cara membagi daya elektrik dengan daya maksimal yaitu  didapat 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝐵𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖𝑡𝑘𝑎𝑛 = 34 %.
Maka  nilai  persentase  daya  listrik  yang dibangkitkan  alternator  untuk  mendapatkan pemanfaatan energy pada sepeda listrik hybrid yang  didapat  dengan  kondisi  jalan  mendatar pada kecepatan 20 km/jam adalah 34 %.
Untuk  mengetahui  analisa  berapa  lama  waktu untuk  mengisi  akumulator  dengan  spesifikasi akumulator 40 Ah dengan arus yang dihasilkan alternator  dari  pemanfaatan  energi  pada kecepatan 20 km/jam adalah t = 58,82 jam.

## Produksi Energi Pada Saat Jalan Menurun
Setelah  melakuan  pengujian  performa  dengan variasi yang telah ditentukan, selanjutnya akan dianalisa  performa  yang  digunakan  pada  tiap- tiap  komponen  pada  sepeda  listrik hybrid . Diantaranya yaitu pada komponen
akumululator dan alternator yang membangkitkan  energi  listrik  pada  sepeda listrik hybrid , sehingga akan diketahui produksi energy listrik dari keseluruhannya. Pengambilan  data  juga  dilakukan  sebanyak  5 kali  dengan  interval  waktu  dan  kondisi  beban jalan  yang  berbeda,  hal  ini  bertujuan  untuk mendapatkan data yang valid dan menghindari
kesalahan  dalam  pengambilan  data.  Langkah pertama  untuk  mengetahui  produksi  energy listrik  dari  sepeda  listrik hybrid ini  adalah dengan  cara  menganalisa  data  dari  hasil percobaan  pada  kondisi  jalan  menurun  dan mendatar dengan kecepatan bervariasi. Adapun data  yang  didapatkan  dari  hasil  pengujian dengan  kondisi  jalan  menurun  ini  akan ditampilkan kedalam bentuk tabel 2.
Tabel  2 .  Produksi  Energi  Listrik  Saat  Jalan Menurun
No Kec. (km/jam ) Nilai rata ( A) Tegangan ( volt ) Waktu (S) 1 15 0,25 12 9,26 2 10 0,03 12 10,03
Gambar  5 .  Grafik  arus  listrik  terhadap  waktu pada kecepatan 15 km/jam
Untuk mengetahui  putaran  permenit  yang terjadi  pada  alternator,  maka  sepeda  listrik hybrid terlebih dahulu diassumsikan berdasarkan data yang telah didapat menempuh kecepatan 15 km/jam atau 4,17 m/s , hal ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam analisa perhitungan produksi atau pemanfaatan energi  pada  sepeda  listrik hybrid, maka kecepatan  permenit  pada  roda  sepeda  listrik hybrid dapat diketahui, yaitu ω = 13,9 𝑟𝑎𝑑 / 𝑠.
Setelah  mendapatkan  kecepatan  radius  pada sepeda  listrik hybrid dengan  kecepatan  4,17 m/s, maka akan didapat putaran permenit pada roda sepeda listirk hybrid , 𝑛 roda  belakang = 132,8 𝑟𝑝𝑚.
Dengan  mengetahui  putaran  permenit  pada roda  sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat putaran  permenit  pada gear kopling  sepeda listrik hybrid yang  satu  poros dengan flywheel dengan  perbandingan  sprocket  roda  terhadap
gear kopling yang satu poros terhadap flywheel 2,75:1, adalah 𝑛 𝑓𝑙𝑦𝑤ℎ𝑒𝑒𝑙 = 365,2 𝑟𝑝𝑚. Saat  putaran  permenit  pada  roda  132,8 rpm diapat  putaran  permenit  pada flywheel 365,2 rpm karena  perbandingan  rasio gear kopling yang  satu  poros  dengan flywheel pada  sepeda listrik hybrid adalah 2,75:1. Setelah mendapatkan  putaran  permenit  pada gear kopling  yang  satu poros  dengan flywheel pada sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  putaran permenit pada alternator dengan rasio sprocket alternator dengan flywheel adalah 2,75:1, maka didapat, 𝑛 𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑡𝑜𝑟 = 1004,3 𝑟𝑝𝑚 .
Setelah  putaran  permenit  pada  alternator sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat  daya listrik  yang  dihasilkan  oleh  alternator  dengan mengukur  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan oleh  alternator  sepeda  listrik hybrid, 𝑃 𝑜𝑢𝑡 =  3 𝑤𝑎𝑡𝑡, 𝑃 𝑚𝑎𝑥 = 24 𝑤𝑎𝑡𝑡.
Sebelum  terjadi  pengereman  pada  keceptan sepeda  listrik hybrid mencapai  15 km/jam, flywheel diputar  untuk  memanfaatkan  energy yang  terbuang  dari  sepeda  listrik hybrid saat pengereman  untuk  memutar  alternator.  Pada saat alternator berputar dengan putaran 1004,3 rpm arus  yang  dihasilkan  oleh  alternator sebesar  0,25 ampere dengan  tegangan  12 volt , sehingga  daya  yang  dihasilkan  oleh  alternator pada putaran 1004,3 rpm adalah 3 watt . Setelah mendapatkan  daya  listrik  yang  dihasilkan  dan daya  maksimal  pada  alternator  sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  nilai  persentase  daya yang  dihasilkan  alternator  dengan  cara membagi daya yang dibangkitkan dengan daya maksimal  yaitu  didapat 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝐵𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖𝑡𝑘𝑎𝑛 = 12,5 %.
Maka nilai pengeluran daya yang dibangkitkan alternator  untuk  mendapatkan  pemanfaatan energy pada sepeda listrik hybrid yang didapat dengan kondisi jalan mendatar pada kecepatan 15 km/jam adalah 12,5 %.
Pemanfaatan  Energi  Pada  Saat  Jalan Menurun Dengan Kecepatan 10 km/jam
Gambar  6 .  Grafik  arus  listrik  terhadap  waktu pada kecepatan 10 km/jam
Variasi  percobaan  pemanfaatan  energi  pada sepeda  listrik hybrid selanjutnya  dengan kondisi  jalan  mendatar  pada  kecepatan  10 km/jam ,  untuk  mengetahui  putaran  permenit alternator sepeda listrik hybrid pada kecepatan 10 km/jam, maka harus didapat kecepatan sudut pada roda yaitu ω = 9,27 𝑟𝑎𝑑 / 𝑠.
Setelah mendapatkan  kecepatan  radius  pada sepeda  listrik hybrid dengan  kecepatan  2,78 m/s, maka akan didapat putaran permenit pada roda sepeda listirk hybrid , 𝑛 roda  belakang = 88,57 𝑟𝑝𝑚.
Dengan  mengetahui  putaran  permenit  pada roda  sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat putaran  permenit  pada gear kopling  sepeda listrik hybrid yang  satu  poros dengan flywheel dengan  perbandingan  sprocket  roda  terhadap gear kopling yang satu poros terhadap flywheel 2,75:1, 𝑛 𝑓𝑙𝑦𝑤ℎ𝑒𝑒𝑙 = 243,57 𝑟𝑝𝑚.
Saat  putaran  permenit  pada  roda  88,57 rpm diapat  putaran  permenit  pada flywheel 243,57 rpm karena  perbandingan  rasio gear kopling yang  satu  poros  dengan flywheel pada  sepeda listrik hybrid adalah 7:1. Setelah mendapatkan putaran  permenit  pada gear kopling  yang  satu poros  dengan flywheel pada  sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  putaran  permenit  pada alternator  dengan  rasio  sprocket  alternator dengan flywheel adalah  2:1,  maka  didapat
𝑛 𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑡𝑜𝑟 = 669,81 𝑟𝑝𝑚 .
Setelah  putaran  permenit  pada  alternator sepeda  listrik hybrid, maka  akan  didapat  daya listrik  yang  dihasilkan  oleh  alternator  dengan mengukur  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan oleh alternator sepeda listrik hybrid adalah 𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 0,36 𝑤𝑎𝑡𝑡, 𝑃 𝑚𝑎𝑥 = 24 𝑤𝑎𝑡𝑡.
Sebelum  terjadi  pengereman  pada  keceptan sepeda  listrik hybrid mencapai  10 km/jam, flywheel diputar  untuk  memanfaatkan  energy yang  terbuang  dari  sepeda  listrik hybrid saat
pengereman  untuk  memutar  alternator.  Pada saat alternator berputar dengan putaran 669,81 rpm arus  yang  dihasilkan  oleh  alternator sebesar  0,03 ampere dengan  tegangan  12 volt , sehingga  daya  yang  dihasilkan  oleh  alternator pada  putaran  669,81 rpm adalah  0,36 watt . Setelah  mendapatkan  daya  listrik  yang dihasilkan  dan  daya  maksimal  pada  alternator sepeda  listrik hybrid, maka  didapat  nilai persentase  daya  yang  dihasilkan  alternator dengan  cara  membagi  daya  elektrik  dengan daya  maksimal  yaitu  didapat 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝐵𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖𝑡𝑘𝑎𝑛 = 1,5 %.
Maka  nilai  persentase  daya  listrik  yang dibangkitkan  alternator  untuk  mendapatkan pemanfaatan energy pada sepeda listrik hybrid yang  didapat  dengan  kondisi  jalan  mendatar pada kecepatan
Konsumsi  Energi  Listrik  Pada  Sepeda Listrik Hybrid Saat Jalan Mendatar
Setelah  melakuan  pengujian  performa  dengan variasi yang telah ditentukan, selanjutnya akan dianalisa  performa  yang  digunakan  pada  tiap- tiap  komponen  pada  sepeda  listrik hybrid . Diantaranya yaitu pada komponen motor listrik dan akumulator dalam menyuplai energi listrik pada  sepeda  listrik hybrid ,  sehingga  akan diketahui konsumsi energy listrik dari keseluruhannya. Pengambilan data juga dilakukan  sebanyak  5  kali  dengan  interval waktu  dan  kondisi  beban  jalan  yang  berbeda, hal ini bertujuan untuk mendapatkan data yang valid  dan  menghindari  kesalahan  dalam pengambilan  data.  Langkah  pertama  untuk mengetahui  konsumsi  energy  listrik  dari sepeda  listrik hybrid ini  adalah  dengan  cara menganalisa  data  dari  hasil  percobaan  pada kondisi  jalan  menanjak  dan  mendatar  dengan kecepatan  20  km/jam.  Adapun  data  yang didapatkan  dari  hasil  pengujian  ini  akan ditampilkan kedalam bentuk tabel 3.
Tabel 3 . Konsumsi Energi Jalan Mendatar
Waktu ( s ) Nilai rata-rata ( ampere) Tegangan ( volt ) 0 0 24 1 1,21 24 2 2,35 24 3 3,74 24 4 4,63 24 5 5,96 24
6 7,34 24 7 9,48 24 8 10,23 24 9 10,35 24 10 10,97 24 11 11,74 24 12 10,42 24 13 10,42 24 14 10,42 24 Dari  tabel  3  menunjukan  penggunan  energy pada sepeda listrik hybrid terhadap penggunaan waktu dan beban (medan jalan dan massa sepeda listrik hybrid berikut pengendara).  Analisa  performa  sepeda  listrik hybrid akan  diawali  dengan  menghitung  torsi yang  dibangkitkan  oleh  motor  listrik.  Sistem transmisi daya dari energi listrik hingga energi mekanik  yang  digunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid ini menggunakan sistem transmisi, yaitu adalah  menggunakan  sistem chain-sprocket , sistem chan-sprocket ini  menghubungkan antara gear luar  motor  listrik  dan gear roda belakang, adapun rasio dari gear roda belakng dan gear motor  listrik 𝜂 𝐺 ( 𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝑔𝑒𝑎𝑟 )  = 87,5%.
Untuk  mengetahui  kecepatan  radius  yang terjadi  pada  motor  listrik,  maka  sepeda  listri k hybrid terlebih dahulu diassumsikan menempuh kecepatan sebesar 20
km/jam=5,556 m/s, hal ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam analisa perhitungan konsumsi  energy  listrik  pada  sepeda  listrik hybrid ,  maka  kecepatan  sudut  pada  roda sepeda listrik hybrid ω = 18,52 𝑟𝑎𝑑 / 𝑠 .
Setelah  mendapatkan  kecepatan  radius  pada sepeda  listrik hybrid dengan  kecepatan  5,556 m/s, maka akan didapat putaran permenit pada roda sepeda listrik hybrid , 𝑛 roda belakang = 176,92 𝑟𝑝𝑚,  𝑛 gear  motor =  202,22 𝑟𝑝𝑚, Torsi  (T)  = 11,81 𝑁𝑚.
Setelah mendapatkan nilai torsi dari karakteristik  performa  sepeda  listrik hybrid , maka  selanjutnya  akan  menghitung  daya  yang dipergunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid untuk dapat  berjalan  pada  kondisi  jalan  mendatar dimana torsi sebesar 11,81 Nm yang digunakan oleh  sepeda  listrik hybrid ,  adapun  momen inersia  (I))  dari  roda  sepeda  listrik hybrid dengan  massa  roda  sebesar  3,41 kg adalah sebesar
0,1413 𝑘𝑔𝑚 2 , gaya linier akselerasinya, 𝐹 𝑙𝑎 = (90× 𝑎 ) 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛, sedangkan  gaya  rolling  resistansinya  ( 𝐹 𝑟𝑟 ) = 5,292 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 .  Dan  untuk  gaya  yang dihasilkan  dari  motor  listrik  agar  dapat mentransmisikan gaya putar yang melalui gear dan  dikopel  pada  roda , 𝐹𝜔𝑎 =  (2,33  × 𝑎 ) 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛.
Maka  dari  keseluruhan  gaya  yang  terjadi  pada pembebanan  saat  kondisi  jalan  mendatar  dari sepeda listrik hybrid adalah sebesar: 𝐹𝑡 𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹 𝑙𝑎 + 𝐹 𝑟𝑟 + 𝐹 𝜔𝑎 𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =(90× 𝑎 )+5,292+( 2,33 × 𝑎 ) 44,96=(92,33) 𝑎 +5,292 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 𝑎 = 0,43 𝑚 / 𝑠 2
Dengan  mengetahui  karakteristik  gaya  yang dihasilkan  dari  analisa  perhitungan  sepeda listrik hybrid, maka daya yang dibutuhkan atau digunakan  untuk  dapat  berjalan  pada  kondisi jalan  mendatar  dengan  kondisi  awal  adalah sebagai berikut, 𝑃𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎i ( 𝑤𝑎𝑡𝑡 ) = 87,61 watt.
Maka  besar  daya  yang  digunakan  oleh  sepeda listrik hybrid dengan pembebanan awal dengan panjang  jarak  25 meter menghabiskan  daya pada akumulator sebesar 87,61 watt .
Pada  perhitungan  konsumsi  energi  listrik dengan  kondisi  kecepatan  sepeda  20 km/jam dengan  menempuh  jarak  475 meter ,  dapat diketahui:
𝐹𝑡 𝑜𝑡𝑎 𝑙 = 𝐹 𝑙𝑎 + 𝐹 𝑟𝑟 + 𝐹 𝜔𝑎 𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =  0+5,292+0  (dikarenakan  kecepatan konstan = percepatan 0)
𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5,292
Dengan  mengetahui  karakteristik  gaya  yang dihasilkan  dari  perhitungan  sepeda  listrik hybrid, maka  daya  (P)  yang  dibutuhkan  atau digunakan  untuk  dapat  berjalan  pada  kondisi jalan  mendatar  dengan  dengan  kecepatan  20 km/jam =  5,56 m/s dengan  menempuh  jarak 500 meter adalah 29,42 𝑤𝑎𝑡𝑡
Konsumsi  Energi  Listrik  Pada  Sepeda  Listrik Hybrid Saat Jalan Mendaki
Pada alanisa selanjutnya yaitu analisa performa sepeda  listrik hybrid engan  beban  mendaki yang  dilakukan  ditempat  perumahan  bukit palm  Cilegon  Banten  Indonesia.  Serta  dengan mengasumsikan  beberapa  parameter  yang mungkin sama dengan kondisi analisa perhitungan  sebelumnya,  adapun  data  hasil pengujiannya sebagai berikut
Tabel 4 . Konsumsi Energi Jalan Mendaki
No Waktu Tempuh (s) Arus ( ampere ) Tegangan ( Volt ) 1 18,31 10,41 24 2 19,16 10,34 24 3 19,05 10,26 24 4 19,27 10,21 24 5 19,33 10,39 24
Dari  tabel  4,  data  yang  diambil  dari  rata-rata tiap pengujian yang dilakukan sebanyak 5 kali percobaan serta kecepatan sepeda listrik hybrid yang  tidak  melebihi  5 km/jam dengan menempuh  jarak  25 meter serta  dengan  sudut krmiringan  220.  Maka  karakteristik  dari performa sepeda listrik hybrid dalam menempuh  beban  mendaki  akan  dianalisa secara perhitungan dan dibandingkan berdasarkan pengujian dilapangan. Data pemakaian  arus  sebesar  10,486 ampere dan tegangan sebesar 24 volt . Maka daya (P) yang digunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid pada kondisi ini akan sebesar 247,748 𝑤𝑎𝑡𝑡.
Adapun  untuk  mengetahui  kecepatan  radius yang  terjadi  pada  motor  listrik,  maka  sepeda listri  k hybrid terlebih  dahulu  diassumsikan menempuh  kecepatan  sebesar  5 km/jam = 1,389 m/s ,  hal  ini  dimaksudkan  untuk memudahkan dalam analisa perhitungan konsumsi  energy  listrik  pada  sepeda  listrik hybrid ,  maka  kecepatan  sudut  (ω)  pada  roda sepeda listrik hybrid yaitu 4,63 𝑟𝑎𝑑𝑠.
Setelah  mendapatkan  kecepatan  radius  pada sepeda  listrik hybrid dengan  kecepatan  5,556 m/s, maka akan didapat putaran permenit pada roda sepeda listirk hybrid, 𝑛 roda belakang = 44,235 𝑟𝑝𝑚,  𝑛 gear  motor =  50,55 𝑟𝑝𝑚, Torsi  (T)  = 47,564 𝑁𝑚.
Gambar 8 . Grafik torsi terhadap waktu
Setelah mendapatkan nilai torsi dari karakteristik  performa  sepeda  listrik hybrid , maka  selanjutnya  akan  menghitung  daya  yang dipergunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid untuk dapat  berjalan  pada  kondisi  jalan  mendaki dimana  torsi  sebesar  47,564 Nm yang digunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid ,  adapun momen  inersia  (I))  dari  roda  sepeda  listrik hybrid dengan  massa  roda  sebesar  3,41 kg adalah  sebesar  0,1413 𝑘𝑔𝑚 2 ,  gaya  linier akselerasinya, 𝐹 𝑙𝑎 = 31,23 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛, sedangkan gaya  rolling  resistansinya  ( 𝐹 𝑟𝑟 ) =  5,292 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 . Dan untuk gaya yang dihasilkan dari motor listrik agar dapat mentransmisikan gaya putar yang melalui gear dan dikopel pada roda , 𝐹𝜔𝑎 = 0,809 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛.
Maka  dari  keseluruhan  gaya  yang  terjadi  pada pembebanan  saat  kondisi  jalan  mendatar  dari sepeda listrik hybrid adalah sebesar: 𝐹 𝑡𝑒 = 𝐹 𝑙𝑎 + 𝐹 𝑟𝑟 + 𝐹 𝜔𝑎 𝐹 𝑡𝑒 = 31,23+5,292+0,809+330,40 𝐹 𝑡𝑒 = 367,731 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
Dengan  mengetahui  karakteristik  gaya  yang dihasilkan  dari  analisa  perhitungan  sepeda listrik hybrid, maka daya (P te ) yang digunakan untuk  dapat  berjalan  pada  saat  jalan  mendaki dengan jarak  25  meter  selama  19  detik  adalah 483,85 𝑤𝑎𝑡𝑡.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan analsa perhitungan dari performa sepeda listrik hybrid dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Besarnya  daya  yang  dibangkitkan  oleh alternator  dengan  memanfaatkan  energi yang  terbuang  pada  kecepatan  25 km/jam saat  kondisi  jalan  mendatar  adalah  9,36 watt pada putaran alternator 1670,48 rpm .
Sedangkan  dengan  pemanfaatan  energy yang  terbuang  pada  kecepatan  20 km/jam
saat  kondisi  jalan  mendatar,  daya  yang dibangkitkan  alternator  sebesar  8,16 watt pada putaran alternator 1338,78 rpm .
2. Besarnya  daya  yang  dibangkitkan  oleh alternator  dengan  memanfaatkan  energi yang  terbuang  pada  kecepatan  15 km/jam
saat  kondisi  jalan  menurun  adalah  3 watt pada  putaran  alternator  1004,3 rpm .
Sedangkan  dengan  pemanfaatan  energi yang terbuang saat kondisi jalan menurun pada  kecepatan  10 km/jam ,  alternator berputar  sebesar  669,81 rpm sehingga daya yang dibangkitkan sebesar 0,03 watt.
3. Daya  yang  dibutuhkan  sepeda  listrik hybrid untuk  dapat  berjalan  pada  kondisi pembebanan  awal  adalah  sebesar  87,61 waat dengan  menempuh  jalan  sepanjang 25 meter dengan  waktu  tempuh  12,83
detik .
4. Daya  yang  digunakan  oleh  sepeda  listrik hybrid untuk kondisi jalan mendatar pada kecepatan  pada  kecepatan  konstan  20 km/jam adalah  sebesar  153,25 watt dengan menempuh jarak 475 meter .
5. Daya  yang  digunakan  oleh  sepda  listrik hybrid dengan  kecepatan  5 km/jam pada beban  perjalanan  mendaki  sejauh  25 meter dengan  kemiringan  22 0 sebesar 483,85 watt .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Chu,L.C, Tsai,C,M, and Chen,Y.H  (2011), Torque  Control  of  Brushless  DC  Motor Apllied  to  Electric  Vihicle,  Taiwan, University  of  Thechnology  and  National Cheng Kung University.
[2]  Daryanto  (2011),  Teknik  Konversi  Energi, Jakarta,  PT  Sarana  Tutorial  Nurani Sejahtera
[3]  Suharto,  M.  (2010),  Makna  dan  Dampak Kompetisi  Shell  Eco-marathon,  Fakultas Teknik  Mesin  dan  Dirgantara,  Institut Teknologi Bandung.
[4]  Sutrisna,  A.  (2014),  Analisa  Konsumsi Energi  pada  Sepeda  Motor  Listrik, Fakultas Teknik, Universitas Sultan
Ageng Tirtayasa
[5]  Trisnaningtyas,  S.  (2012),  Pengembangan Model  Regenerative  Brake  pada  Sepeda
Listrik  untuk  Menempuh  Jarak  Tempuh dengan  Variasi  Kecepatan,  Fakultas Teknologi Industri, Institut Sepuluh Nopember (ITS).
[6] Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia  –  WWW.energyefficiencyasia.org
UNEP