## PISTON Journal of Technical Engineering:
Analisis Perhitungan Variasi Ketinggian Tangki pada Pompa Gravitasi Pembangkit Tenaga Listrik
Agung Apriyanto, Joko Setiyono * , dan Sulanjari
Program Studi Teknik Mesin, Universitas Pamulang, Jl. Surya Kencana No. 1, Tangerang Selatan, Indonesia
E-mail: * dosen00889@unpam.ac.id
Masuk : 5 Januari 2019 Direvisi : 24 Januari 2019 Disetujui : 5 Februari 2019
Abstrak: Seiring  meningkatnya  pemakaian  listrik  dalam  kehidupan  dibutuhkan  berbagai  alat  alternatif  pembangkit  tenaga listrik  untuk  menghemat  sumber  daya  alam  tak  terbaharui.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  analisis  alat  Prototype  pompa gravitasi  pembangkit  tenaga  listrik,  dan  alat  yang  digunakan  sederhana,  pembangkit  tenaga  listrik  ini  dapat  di  gunakan  di area  atau  daerah  yang  belum  terjaman  oleh  listrik,  di  sini  kita  mengunakan  water  turbin  dengan  kapasitas  12  volt,  dari beberapa  ujicoba  hasil  yang  maksimal  dari  beberapa  variasi  ketinggian  adalah  1,6  m  karena  sistem  sirkulasi  air  berjalan dengan lancar antara air keluar dan air masuk ,dan  debit yang di hasilkan 0,0023 m3/s dan tegangan yang di hasilkan 8,97 volt, sedangkan daya yang di hasilkan 61,52 watt.
Kata kunci: Alat prototype, Pompa gravitas, Turbin air
Abstract: Along with the increasing use of electricity in life, various alternative means of generating electricity are needed to save non-renewable natural resources. In this study, analysis of tools was carried out make a Prototype gravity pump for power  plants,  and  tools  used  simply,  power  plants  This  can  be  used  in  areas  or  areas  that  have  not  been  affected  by electricity, here we use water turbines with a capacity of 12 volts, from several trials the maximum result of some variation in height is 1,6 m because  the water circulation system runs with maxsilam between outgoing water and water input, and discharge produced 0,0023 m3 / s and strong current produced 8.79 volts, while the power generated is 61,52 watts.
Keywords : Prototype device, Gravity pump, Water turbine

## PENDAHULUAN
Listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan  masyarakat  yang  sangat  penting  dan  sebagai  sumber  daya ekonomis  yang  paling  utama  yang  dibutuhkan  dalam  suatu  kegiatan  usaha.  Dalam  waktu  yang  akan  datang kebutuhan  listrik  akan  meningkat  seiring  dengan  adanya  peningkatan  dan  perkembangan  baik  dari  jumlah penduduk,  jumlah  investasi  yang  semakin  meningkat  akan  memunculkan  berbagai  industri-industri  baru  [1]. Penggunaan  listrik  merupakan  faktor  yang  penting  dalam  kehidupan  masyarakat,  baik  pada  sektor  rumah tangga, penerangan, komunikasi, industri dan sebagainya [2].
Seiring  dengan  perkembangan  dan  kemajuan  teknologi,  pembangunan  teknologi  industri  berkaitan  erat dengan  tenaga  listrik  yang  merupakan  salah  satu  faktor  yang  penting  yang  sangat  mendukung  perkembangan pembangunan khususnya sektor industri, dalam kehidupan modern tenaga listrik merupakan unsur mutlak untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat oleh karena itu energi listrik merupakan tolak ukur kemajuan [3].
Sistem  distribusi  catu  daya  utama  saat  ini  dari  PT.  PLN  (persero)  yang  sangat  berpengaruh  terhadap penyediaan/kebutuhan  energi  listrik  bagi  masyarakat  umum  dan  masyarakat  industri/pabrik.  Sumber  energi listrik  yang  disuplai  dari  PLN,  tidak  selalu  kontinyu  dalam  penyalurannya.  Pada  waktu  tertentu  pasti  terjadi pemadaman  listrik  yang  disebabkan  adanya  gangguan  listrik  dalam  sistem  atau  pemeliharaan  sistem  distribusi yang mengharuskan adanya pemutusan aliran listrik [3].
Pemadaman  aliran  listrik  ini  dapat  menyebabkan  merusak  barang-barang  elektronik  dan  tentu  saja menyebabkan  kerugian,  hal  ini  dikarenakan  setiap  alat  elektronik  yang  tidak  dimatikan  sesuai  prosedur  tentu saja akan menganggu kinerjanya. Terlebih lagi jika barang-barang tersebut berhubungan dengan mikrokontroler
atau mikroprosessor Khususnya industri yang bergerak dalam bidang komunikasi yang diwajibkan untuk selalu online,  pemadaman  listrik  sangat  tidak  dikehendaki  karena  mengganggu  komunikasi  data,  dan  dapat menyebabkan  kerusakan  sistem  komunikasi  yang  mengganggu  kenyamanan  pelanggan.    Sekarang  alternatif yang  biasanya  digunakan  untuk  menanggulangi  masalah  ini  adalah  Genset  (Generator  set).  Genset  yang  biasa digunakan  adalah  genset  bermesin  diesel  [4].  Genset  mempunyai  kelemahan  yaitu  waktu  jedah  perpindahan antara arus listrik PLN dan arus genset, hal ini menyebabkan terjadinya pemadaman dalam sekala waktu tertentu tergantung  waktu  yang  diperlukan  untuk  menyalakan  genset  tersebut.  jedah  waktu  ini  lah  yang  dapat mengganggu aktifitas dan menyebabkan gangguan.
Oleh karena itu dibutuhkan alat yang dapat menanggulangi masalah jedah waktu pada saat terjadi pada saat pemadaman  listrik.  Penggunaan  sebuah  system  energi  cadangan  yang  dapat  secara  otomatis  memindahkan beban listrik dari PLN ke energi cadangan pada saat terjadi pemadaman adalah hal dibutuhkan, karena pada saat pemadaman terjadi maka alat ini secara otomatis akan menggunakan energi yang terdapat pada energy cadangan (Baterai) [5].
Sistem  tersebut  juga  dilengkapi  dengan  sistem  monitoring  penggunakan  dan  estimasi  waktu  dari  energy cadangan pada saat terjadi pemadaman. Hal ini tentu sangat membantu kita dan dapat meminimalisasi kerugian yang ditimbulkan pada saat terjadinya pemadaman listrik dari PLN. Penelitian ini bertujuan menganalisis daya input, daya output serta efisiensi dari variasi ketinggian tangki pada pompa gravitasi pembangkit tenaga listrik menggunakan water turbin dengan tipe f50-12volt Merk Goso.

## METODOLOGI
Pada dasarnya prinsip  kerja Pompa  Gravitasi  memanfaatkan   gaya gravitasi bumi  yang  ada di sekitar  kita [6], dengan memanfaatkan gaya gravitasi bumi yang ada kita bisa menciptakan sebuah alat pembangkit tenaga listrik  sederhana  mengunakan  gaya  gravitasi  tersebut,  Dengan  memanfaatkan  tangki  berukuran  80L  yang  di gunakan untuk menampung fluida, ketika tangki penampung di isi dengan fliuda  sampai penuh lalu tutup rapat- rapat  penampung  tersebut  dengan  menggunakan  katup,  pastikan  daluhu  semuanya  tertutup  rapat  supaya  tidak ada  udara  yang  keluar  dari    tanki  penampung,    kemudian  katup  output  pada  tangki  dibuka,  air  akan  mengalir keluar , dan akan terjadi pengurangan volume di dalam tangki penampung, kita lihat volume air apabila sudah sejajar  pada  titik  Input  pipa  ,  katup  input  lalu  di  buka,  dan  ketika  itu  ruang  yang  berisi  udara  akibat  air  yang turun  ,  akan  menarik  air  dari  sumber  air  kedalam  tangki  melalu  pipa  ,  dan  hal  itu  akan  terjadi  terus  menerus. Ketika air keluar dari Output pipa akan di arahkan / di desain untuk menuju ke generator, yang bertujuan untuk memutarkan  turbin  generator  sehingga  poros  generator  bergesekan  dengan  kumparan  dan  menyebabkan gesekan,dan  gesekan  tersebut  akan  menimbulkan  medan  listrik  lalu  di  salurkan  oleh  kabel  untuk  menuju  ke lampu, sehingga lampu akan menyala sesuai dengan daya lampu.

## HASIL DAN DISKUSI
2.798 8.624 19.992 36.064 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 0,4 0,8 1.2 1,6 Da y a input ( wa tt ) ketinggian ( m )
Sebuah  skema prototype pompa  Gravitasi  pembangkit  tenaga  Listrik  memerlukan  dua  hal  yaitu  debit  air dan  ketinggian  jatuh  air head untuk  menhasilkan  tenaga  yang  dapat  memutarkan  turbin,  dari  Gambar  1  dapat dilihat pada ketinggian 0,4  meter  menghasilkan daya input 2,798 watt pada ketinggian 0,8 menghasilkan daya input  8,624  watt  pada  ketinggian  1,2  menghasilkan  daya  input  19,992  watt  pada  ketinggian  1,6  menghasilkan daya  input  36,064  watt,  data  tersebut  diperoleh  dengan  mengukur  pada  masing-masing  ketinggian  untuk mengetahui  hasil  daya  input  pada  ketinggian  yang  bervariasi  untuk  pengukuran  mengunakan  rumus  dan  alat meteran untuk mengukur ketinggian.
Gambar 2. Pengaruh daya output terhadap ketinggian
Sebuah  skema prototype pompa  Gravitasi  pembangkit  tenaga  Listrik  memerlukan  dua  hal  yaitu  daya  dan ketinggian  jatuh  air head untuk  menghasilkan  tenaga  yang  dapat  memutarkan  turbin,  dari  Gambar  2  dapat dilihat pada ketinggian 0,4 meter menghasilkan daya output   1,92 watt pada ketinggian 0,8 mengahsilkan daya output 10,45 watt pada ketinggian 1,2 mengahsilkan daya output 25,54  watt pada ketinggian 1,6 menghasilkan daya  output  61.52  watt,  data  tersebut  diperoleh  dengan  mengukur  pada  masing-masing  ketinggian  untuk mengetahui  hasil  daya  pada  ketinggian  yang  bervariasi  untuk  pengukuran  ketinggian  menggunakan  alat meteran.
Pengunaan  water  turbin  dengan  kapasitas  12  volt,    ketinggian  adalah  1,6  m  karena  sistem  ,  debit  yang  di hasilkan  0,0023  m 3 /s  dan  tegangan  yang  di  hasilkan  8,97  volt  menghasilkan    61,52  watt  dari  hasil  ini  sudah cukup untuk menyalakan sebuah lampu LED DC 5 watt dengan panjang 0,5 m.
1,92 10,45 25,54 61,52 0 10 20 30 40 50 60 70 0,4 0,8 1.2 1,6 Da y a Output ( wa tt ) ketinggian ( m ) 6,86 12,16 12,74 17,55 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,4 0,8 1.2 1,6 Ef isi ensi  ( pe rse n % )
Sebuah  skema prototype Pompa  Gravitasi  Pembangkit  Tenaga  listrik  dapat  diketahui  efesiensi  daya terhadap ketinggian yang bisa dihitung dengan rumus efesiensi daya = x 100% dan hasil dari perhitungan efesiensi  daya  tersebut  bisa  kita  lihat  pada  Gambar  3  dimana  pada  ketinggian  0,4  meter  dengan    efesien  daya 6.86  %  pada ketinggian 0,8 dengan  efesiensi daya 12.16  %  pada ketinggian 1.2 meter dengan efesiensi daya 12.74 % dan pada ketinggian 1,6 meter dengan efesiensi daya 17,55 %.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  pengujian  Variasi  ketinggian  tangki  pada  pompa  gravitasi  pembangkit  tenaga  listrik  sangat berpengaruh  terhadap  debit  air  yang  dihasilkan.  Variasi  ketinggian  tangki  sangat  berpengaruh  terhadap  daya yang di hasilkan, dengan ketinggian adalah 0,4 m menghasilkan daya input 2,798 watt , daya output 1,92 watt dan efesiensi daya 6,86 % , ketinggian 0,8 m menghasilkan daya input 8,624 watt , daya output 10,45 watt dan efesiensi daya 12,16 %, ketinggian 1,2 m menghasilkan daya input  19,992 watt , daya output 25,54 watt  dan efesiensi daya 12,74 %, dan ketinggian 1,6 m menghasilkan daya input  36,064 watt , daya output 61,52  watt dan efesiensi daya 17,55%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Abdul Majid, Muhar Danus, Tahun 2013, Jurnal “Pemanfaatan pompa gravitasi air sebagai premier over pembangkit listrik alternative”.
[2] Arief Goeritnol, zaldi hardiyanto jurnal Aliran Daya Pada Sistem Tenaga Listrik.
[3] Sri Sukamta. 2013 Jurnal “Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro”
[4] Wahyu sunarlik. 2011 “Prinsip Kerja Generator”
[5] Suratno Buyung S.T, jurnal “Daya Pembangkit Listrik Micro Hydro Tipe turbin pleton”
[6] Nurul Hidayat dan abdulah basid jural 2016 “ Analisis Gravitasi”