## O PTIMIZATION M ODEL F OR U SING W ATER F LOW I N H YDRAM P UMP S TORAGE
B ARRELS A S A S OURCE O F S USTAINABLE E LECTRICITY G ENERATION O N A

## L ABORATORY S CALE

## M ODEL O PTIMASI P ENGGUNAAN A LIRAN A IR P ADA T ONG P ENAMPUNG H YDRAM P UMP S EBAGAI

## S UMBER P EMBANGKIT L ISTRIK B ERKELANJUTAN S KALA L ABORATORIUM
Vontas Alfenny Nahan 1 , Topan Eka Putra 2 , Revianti Coenraad 3
1) Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, FKIP, Universitas Palangka Raya
2)3) Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan, FKIP, Universitas Palangka Raya Jl. H.Timang Tunjung Nyaho Palangkaraya Kode Pos 73112
Email: vontas@fkip.upr.ac.id

## ABSTRACT
Currently,  energy  needs  are  increasing  greatly,  this  is  influenced  by  increasing  population  growth and human  activity.  The  development  of  simpler  renewable  energy  must  be  encouraged  to  meet  energy needs,  at  least  to  meet  the  domestic  energy  needs  of  households.  A  hydram  pump  is  a  tool  that  can utilize water flow to produce kinetic energy which is then converted into potential energy to lift water to a certain height. This potential energy can be converted into electrical energy through a generator. A  hydram  pump  is  a  tool  used  to  raise  water  from  a  low  place  to  a  higher  place  automatically  with energy originating from the water itself, namely because of the height of the falling water which is used to  press  the  valve  on  the  hydram  pump  and  result  in  a  water  hammer  when  the  water  is  stopped automatically. suddenly, then the change in momentum of the fluid mass will also increase the pressure suddenly.
This  research  was  carried  out  at  the  Mechanical  Engineering  Education  Laboratory  at  Palangka  Raya University  with  the  methods  described  which  will  include  experimental  steps,  data  collection  and analysis to be carried out. This research aims to develop an optimization model for the use of water flow in the hydram pump reservoir as a source of sustainable electricity generation on a laboratory scale. The results of this research have been carried out 4 times with the height of the turbine from the bottom of the experimental floor being 3 m while the size of the exhaust valve opening is ± 4 cm and the height of the  water  plunge  from  the  barrel  to  the  hydram  pump  is  2  m;  1.5m;  1.2  m  is  able  to  produce  stable turbine rotation so that the lights come on. However, at a height of 1 m from the barrel to the hydram pump, the turbine rotation produces dim lights.
Key words : Energy, Experimental, Hydram Pump

## ABSTRAK
Saat  ini  kebutuhan  energi  sangat  meningkat,  hal  ini  di  pengaruhi  adanya  peningkatan  pertambahan penduduk  dan  aktivitas  manusia.  Pengembangan  energi  terbarukan  yang  lebih  sederhana  harus digalakkan untuk memenuhi kebutuhan energi, setidaknya untuk memenuhi kebutuhan energi domestik rumah tangga. Pompa hydram merupakan alat yang dapat memanfaatkan aliran air untuk menghasilkan energi  kinetik  yang  kemudian  diubah  menjadi  energi  potensial  untuk  mengangkat  air  ke  ketinggian tertentu. Energi potensial ini dapat dikonversi menjadi energi listrik melalui generator.
Pompa  hydram  merupakan  suatu  alat  yang  digunakan  untuk  menaikkan  air  dari  tempat  rendah  ke tempat yang lebih tinggi secara automatik dengan energi yang berasal dari air itu sendiri yaitu  karena adanya tinggi air jatuh yang digunakan untuk menekan katup pada pompa hidram dan mengakibatkan water  hammer  ketika  air  diberhentikan  secara  tiba-tiba,  maka  perubahan  momentum  massa  fluida tersebut akan meningkatkan tekanan secara tiba-tiba pula.
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Pendidikan  Teknik  Mesin  Universitas  Palangka  Raya  dengan metode yang diuraikan akan mencakup langkah-langkah eksperimental, pengumpulan data, dan analisis yang akan dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model optimasi penggunaan aliran air pada tong penampung pompa hydram sebagai sumber pembangkit listrik berkelanjutan dalam skala laboratorium.  Hasil  dari  penelitian  ini  telah  dilakukan  4  kali  pengujian  dengan  ketinggian  turbin  dari dasar lantai percobaan 3 m sedangkan besaran bukaan katup pembuang ± 4 cm dan ketinggian terjunan air dari tong menuju hydram pump 2 m; 1,5 m; 1,2 m mampu menghasilkan putaran turbin yang stabil sehingga  lampu  menyala.  Namun  pada  ketinggian  terjunan  air  dari  tong  menuju  hydram  pump  1  m putaran turbin menghasilkan lampu yang redup.
Kata Kunci : Energi, Eksperimental, Hydram Pump

## PENDAHULUAN
Energi  erat  kaitannya  dengan  alam  dan  teknologi. Dari  alam  energi  dihasilkan  dan  dengan  teknologi  energi dapat  digunakan  secara  optimal.  Saat  ini  kebutuhan energi  sangat  meningkat,  hal  ini  di  pengaruhi  adanya peningkatan  pertambahan  penduduk  dan  aktivitas manusia. Ketidak-seimbangan permintaan dan penawaran pertambahan  penduduk  dan  pesatnya  industrialisasi dunia,  mengakibatkan  tersedotnya  cadangan  energi, khususnya  energi  fosil  yang  merupakan  sumber  energi utama  dunia.  Air  merupakan  salah  satu  potensi  untuk pengembangan energi terbarukan, sepeti PLTA (Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air)  yang  di  terapkan  pada sungai dan waduk.
Pengembangan  energi  terbarukan  yang  lebih sederhana  harus  digalakkan  untuk  memenuhi  kebutuhan energi,  setidaknya  untuk  memenuhi  kebutuhan  energi domestik  rumah  tangga.  Jika  rumah  tangga  memiliki sumber  energi  sendiri  maka  penggunaan  energi  yang dihasilkan  oleh  pembangkit  listrik  tenaga  besar  dapat dialokasikan  sepenuhnya  pada  kebutuhan  industri, pendidikan  dan  lain  sebagainya.  Pompa  hidram merupakan salah satu teknologi untuk menaikkan air dari elevasi  tertentu  menuju  elevasi  diatasnya  dengan memanfaatkan  sifat  air  itu  sendiri.  Mekanisme  pompa hidram  ialah  memasukkan  air  kedalam  sistem  yang  telah dibuat  sehingga  menimbulkan  water  hammer  di  dalam sistem,  sehingga  air  akan  saling  menabrak  dan menimbulkan  tekanan.  Apabila  mekanisme  pompa hidram  diterapkan  pada  sebuah  sistem  yang  akan memutar turbin, air yang dialirkan oleh pompa hidram ke elevasi yang tinggi akan memutar sebuah turbin.
Pompa  hydram  merupakan  alat  yang  dapat memanfaatkan  aliran  air  untuk  menghasilkan  energi kinetik  yang  kemudian  diubah  menjadi  energi  potensial untuk  mengangkat  air  ke  ketinggian  tertentu.  Energi potensial  ini  dapat  dikonversi  menjadi  energi  listrik melalui  generator.  Penggunaan  pompa  hydram  sebagai sumber pembangkit listrik berkelanjutan memiliki potensi untuk  menyediakan  energi  listrik  di  daerah  yang  sulit dijangkau  oleh  sumber  energi  konvensional,  terutama  di wilayah pedesaan.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengembangkan model  optimasi  penggunaan  aliran  air  pada  tong penampung  pompa  hydram  sebagai  sumber  pembangkit listrik  berkelanjutan  dalam  skala  laboratorium.  Model  ini akan  mempertimbangkan  variabel-variabel  tertentu, seperti ukuran aliran air, tekanan, dan efisiensi alat, untuk menentukan  konfigurasi  terbaik  guna  menghasilkan energi listrik yang optimal.
Manfaat penelitian yaitu: 1. Menambah pengetahuan tentang hydram pump
2. Menambah pengetahuan mengenai optimasi penggunaan  aliran  pada  tong  penampung  sebagai sumber pembangkit listrik.
Keberhasilan  penelitian  ini  akan  memberikan kontribusi  penting  pada  pengembangan  sumber  energi
berkelanjutan  menggunakan  pompa  hydram.  Dengan menciptakan  model optimasi  yang  tepat,  akan memungkinkan  pemanfaatan  energi  air  secara  lebih efisien, sehingga potensi pembangkitan listrik dari sumber air dapat dioptimalkan. Dalam jangka panjang, penelitian ini diharapkan dapat menjadi landasan untuk mengimplementasikan  teknologi  pompa  hydram  dalam skala yang lebih luas, terutama  di daerah pedesaan yang membutuhkan sumber energi alternatif.

## TINJAUAN PUSTAKA Energi
Menurut Undang-Undang Republik Indonesia No. 30 Tahun 2007, Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja  yang  dapat  berupa  panas,  cahaya,  mekanika,  kimia dan elektromagnetika. Energi erat kaitannya dengan alam dan  teknologi.  Dari  alam  energi  dihasilkan  dan  dengan teknologi energi dapat digunakan secara optimal. Saat ini kebutuhan  energi  sangat  meningkat,  hal  ini  di  pengaruhi adanya peningkatan pertambahan penduduk dan aktivitas manusia. Ketidak-seimbangan permintaan dan penawaran pertambahan  penduduk  dan  pesatnya  industrialisasi dunia,  mengakibatkan  tersedotnya  cadangan  energi, khususnya  energi  fosil  yang  merupakan  sumber  energi utama dunia.
1. Energi Hidrolik ( Hydraulic Energy ) Energi hidrolik ( hydraulic energy ) adalah kemampuan  air  untuk  melakukan  usaha.  Sedangkan usaha merupakan jumlah energi yang bekerja per satuan waktu. Ada dua macam:
a. Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi akibat dari aliran air dalam pipa dirumuskan :
EK= v2/2 .g (2.1) Dimana : EK  =  Energi  Kinetik  Hidrolis  (joule)  V  = Kecepatan Aliran (m/dt)
g = Percepatan Gravitasi (m2/dt)
b. Energi Potensial Energi  potensial  adalah  energi  yang  dihasilkan oleh tekanan yang bekerja dalam air atau energi yang  di  hasilkan  oleh  adanya  selisih  ketinggian (elevasi).
c. Energi Potensial Tekanan Energi potensial tekanan merupakan energi yang dimiliki  oleh  partikel-partikel  air  yang  berada dalam tekanan yang bersesuaian.Dirumuskan :
Ep = P/W (2.2) Dimana : Ep = energi potensial tekanan (joule) P = tekanan (kg/m2)
W = berat volume air (Vw)
2. Energi Listrik
Energi  listrik  merupakan  suatu  energi  yang  berasal dari muatan listrik yang menimbulkan medan listrik statis atau  bergeraknya  elektron  pada  konduktor  (pengantar listrik) atau ion (positif atau negatif) pada zat cair atau gas
(Okky,  2017).  Listrik  mempunyai  satuan  Ampere  yang disimbolkan  dengan  A  dan  tegangan  listrik  yang disimbolkan  dengan  V  dengan  satuan  volt  dengan ketentuan  kebutuhan  pemakaian  daya  listrik  Watt  yang disimbolkan dengan  W. Energi listrik bisa diciptakan oleh sebuah  energi  lain  dan  bahkan  sanggup  memberikan suatu energi yang nantinya bisa dikonversikan pada energi yang  lain.  Jika  di  dalam  sebuah  rangkaian  diberi  beda potensial  V  sehingga  mengalirkan  suatu  muatan  listrik sejumlah  Q  dan  arus  listrik  sebesar  I,  maka  energi  listrik yang diperlukan,
W = Q V dengan Q = I t (2.3) Keterangan : W = Energi listrik ( Joule)
I = Arus Listrik (Ampere) Q = Muatan listrik ( Coulomb) t = waktu (detik) V = Beda potensial ( Volt ) W  merupakan  energi  listrik  dalam  satuan  joule,  di mana  1  joule  adalah  energi  diperlukan  untuk memindahkan  satu  muatan  sebesar  1  coulomb  dengan beda potensial 1 volt. Sehingga 1 joule = coulomb × volt. Sedangkan  pada  muatan  per  satuan  waktu  adalah  kuat arus yang mengalir maka energi listrik bisa ditulis, Karena I = Q/t maka didapatkan perumusan:
W = (I.t).V  W = V I t (2.4)
Jika  persamaan  tersebut  dihubungkan  dengan  hukum Ohm ( V = I.R) maka diperoleh perumusan:
W = I2 R atau W = (2.5)
Dari  persamaan-persamaan  menunjukkan  bahwa besarnya  suatu  energi  listrik  tergantung  pada  muatan, beda  potensial,  arus  listrik,  hambatan,  dan  waktu. Semakin  besar  muatan,  kuat  arus,  beda  potensial  dan waktu,  semakin  besar  pula  sebuah  energinya.  Sedang untuk  hambatan,  semakin  besar  hambatan,  energinya semakin kecil.

## Konversi Energi
Konversi  Energi  dalam  pengetahuan  teknologi  dan fisika  dapat  diartikan  sebagai  kemampuan  melakukan kerja.  Energi  di  dalam  alam  adalah  suatu  besaran  yang kekal  (hukum  termodinamika  pertama).  Energi  tidak dapat  diciptakan  dan  tidak  dapat  dimusnahkan,  tetapi dapat  dikonversikan  /  berubah  dari  bentuk  energi  yang satu ke bentuk energi yang lain, misalnya pada kompor di dapur, energi yang tersimpan dalam minyak tanah diubah menjadi  api.  Selanjutnya  jika  api  digunakan  untuk memanaskan air dalam panci, energi berubah bentuk lagi menjadi  gerak  molekul  -  molekul  air.  Perubahan  bentuk energi  ini  disebut  konversi.  Sedangkan  perpindahan energi  disebabkan  adanya  perbedaan  temperatur  yang disebut  kalor.  Energi  juga  dapat  dipindahkan  dari  suatu sistem  ke  sistem  yang  lain  melalui  gaya  yang mengakibatkan  pergeseran  posisi  benda.  Transfer  energi ini  adalah  kemampuan  suatu  sistem  untuk  menghasilkan suatu  kerja  yang  pengaruh/berguna  bagi  kebutuhan manusia secara positif.
1. Perubahan Energi Panas Jadi Energi Listrik
Termoelektrik yang mengubah energi panas menjadi tenaga  listrik  adalah  salah  satu  proses  penggunaan elektron yang mana berperan sebagai fluida yang memiliki fungsi  sebagai  kuanta  magnetisasi  atau  yang  dinamakan sebagai magnon. Beberapa penelitian yang menyebutkan bahwa termodinamika yang berbasis magnon sampai saat ini  masih  selalu  dilakukan  dengan  menggunakan  filter atau  bahan  film  yang  sangat  tipis  sehingga  energi  atau tegangan  yang  dihasilkan  pun  juga  sangat  rendah  atau hanya dalam skala yang sangat kecil.
Namun, dengan adanya perkembangan penggunaan bahan  bakar  limbah  karbondioksida  yang  dihasilkan  dari kendaraan  bermotor  maka  saat  ini  partikel  dan  material komposit  juga  semakin  bertambah  dengan  dukungan komposit  dari  bahan  platinum  dan  juga  nikel  sehingga tegangan  ynag  dihasilkan  pun  lebih  besar  dibandingkan dengan magnon sebelumnya.
2. Konversi Energi Elektromekanik
Konversi  energi  listrik  menjadi  energi  mekanik (motor)  dan  sebaliknya  dari  energi  meknaik  menjadi energi  listrik  (generator)  berlangsung  melalui  medium medan  magnet.  Energi  yang  akan  dibah  dari  satu  ke  lain sistem,  sementara  akan  tersimpan  pada  medium  medan magnet untuk kemudian dilepaskan menjadi energi sistem lainnya.  Dengan  demikian  medan  magnet  di  sini  selain berfungsi  sebagai  tempat  penyimpanan  energi  juga sekaligus  sebagai  medium  untuk  mengkopel  proses perubahan energi.

## Pompa Hidram
Pompa  adalah  peralatan  mekanis  untuk  merubah energi  mekanik  dari  mesin  penggerak  pompa  menjadi energi  tekan  fluida  yang  dapat  membantu  memindahkan fluida  ke  tempat  yang  lebih  tinggi  elevasinya  (Munson, 2005).
Pompa  hidram  merupakan  suatu  alat  yang digunakan  untuk  menaikkan  air  dari  tempat  rendah  ke tempat yang lebih tinggi secara automatik dengan energi yang berasal dari air itu sendiri yaitu karena adanya tinggi air  jatuh  yang  digunakan  untuk  menekan  katup  pada pompa hidram dan mengakibatkan water hammer ketika air  diberhentikan  secara  tiba-tiba,  maka  perubahan momentum  massa  fluida  tersebut  akan  meningkatkan tekanan secara tiba-tiba pula. Peningkatan tekanan fluida ini digunakan untuk mengangkat sebagian fluida tersebut ke  tempat  yang  lebih  tinggi  (International  Development Research Centre,2005)
Cara  Kerja  Pompa  Hydram:  pompa  hidram merupakan alat untuk menaikkan air ke tempat yang lebih tinggi  atau  pompa  energi  yang  penggeraknya  tidak menggunakan bahan bakar minyak ataupun listrik, tetapi secara  otomatis  dengan  energi  kinetik  yang  berasal  dari air itu sendiri. Dengan demikian air dialirkan dari sumber atau  suatu  tampungan  kedalam  pompa  hidram  melalui pipa  inlet  dengan  posisi  pompa  yang  lebih  rendah  dari
sumber  air  tampungan  tersebut.  Bagian-bagian  pompa hidram  dapat  dilihat  pada  gambar  di  bawah  ini:
Gambar 1 Bagian - Bagian Pompa Hydram (Afif, 2016)
Keterangan gambar pompa hidram:
1. Tangki air (reservoir)
2. Pipa sirkulasi
3. Katup buang / katup limbah
4. Tabung udara
5. Pipa penghantar
6. Katup penghantar
7. Tangki penampung
8. Dudukan pompa
9. Pipa inlet
10. Katup pemasukan
11. H = Tinggi permukaan reservoir
12. h = Tinggi pipa penghantar
Dari  keterangan  Gambar  1  di  atas,  air  mengalir  ke badan  pompa  dan  air  sebagian  keluar  melalui  katup buang  dengan  cukup  cepat,  maka  tekanan  dinamik  yang dihasilkan  air  bergerak  ke  atas  mendorong  katup  buang sehingga  katup  buang  akan tertutup  secara  tiba-tiba  dan katup buang tersebut menghentikan aliran air dalam pipa inlet.
Air  yang  terhenti  akibat  katup  buang  tertutup mengakibatkan  tekanan  besar  yang  terjadi  secara  tiba- tiba di dalam pompa hidram. Tekanan air yang besar atau “water hammer” dalam badan pompa, sebagian air masuk ke  dalam  tabung  udara  yang  berfungsi  meratakan perubahan  tekanan  yang  terjadi,  melalui  katup penghantar air di dalam tabung tidak bisa kembali lagi ke pompa  karena  katup  searah  yang  menghalangi kembalinya  air  ke  dalam  pompa,  sehingga  air  dalam tabung  tersebut  akan  keluar  melalui  pipa  penghantar (outlet) yang menghasilkan air ke atas menuju ketinggian tertentu.
1. Prinsip Dasar Pompa Hidram Dari keterangan Gambar 1 tersebut, air mengalir ke badan  pompa  dan  air  sebagian  keluar  melalui  katup buang  dengan  cukup  cepat,  maka  tekanan  dinamik  yang dihasilkan  air  bergerak  ke  atas  mendorong  katup  buang sehingga  katup  buang  akan tertutup  secara  tiba-tiba  dan
katup buang tersebut menghentikan aliran air dalam pipa inlet.
Air  yang  terhenti  akibat  katup  buang  tertutup mengakibatkan  tekanan  besar  yang  terjadi  secara  tiba- tiba di dalam pompa hidram. Tekanan air yang besar atau “ water hammer ” dalam badan pompa, sebagian air masuk ke  dalam  tabung  udara  yang  berfungsi  meratakan perubahan  tekanan  yang  terjadi,  melalui  katup penghantar air di dalam tabung tidak bisa kembali lagi ke pompa  karena  katup  searah  yang  menghalangi kembalinya  air  ke  dalam  pompa,  sehingga  air  dalam tabung  tersebut  akan  keluar  melalui  pipa  penghantar (outlet) yang menghasilkan air ke atas menuju ketinggian tertentu  (Afif,  2016).  Cara  kerja  pompa  hidraulik  ram automatic merupakan proses perubahan energi kinetisaliran  air  menjadi  tekanan  dinamik  dan  akibatnya menimbulkan  palu  air  ( water  hammer) sehingga tekanan tinggi  dalam  pipa.  Dengan  mengusahakan  supaya  katub pembuang  ( waste  valve )  dan  katup  air  keluar  ( delivery valve )  terbuka  dan  tertutup  secara  bergantian,  maka tekanan dinamik diteruskan sehingga tekanan inersia yang terjadi  dalam  pipa  pemasukan  memaksa  air  naik  ke  pipa penghisap (Santoso, 2016).
2. Palu Air ( Water Hammer )
Palu  air  terjadi  karena  adanya  air  dari  reservoir dialirkan  melalui  pipa  secara  tiba-tiba  dihentikan  oleh suatu  penutupan  katup,  maka  energi  potensial  akan berubah  menjadi  energi  kinetik,  sehingga  serangkaian gelombang  tekanan  positif  dan  negatif  akan  bergerak maju  mundur  di  dalam  pipa  sampai  terhenti  akibat gesekan.
Pompa  hidram  bekerja  berdasarkan  palu  air,  ketika suatu aliran  fluida dalam pipa  dihentikan secara  tiba-tiba misalnya  dengan  menutup  katup  dengan  sangat  cepat, sehingga  akan  membentur  katup  dan  menimbulkan tekanan  yang  melonjak  disertai  fluktuasi  tekanan  di sepanjang pipa untuk beberapa saat. Sebagian gelombang tekanan  tersebut  akan  menjadi  arus  balik  ke  arah reservoir  dan  ini  berarti  terjadi  penurunan  tekanan  pada
sistem pompa sehingga klep penghantar tertutup kembali sedangkan  klep  limbah  membuka  kembali.  Akibat  dari pembebasan  gelombang  tekanan  tersebut  kembali  lagi arus  massa  air  dari  reservoir  menuju  pompa  akan menekan  naik  klep  limbah  sehingga  terjadi  penutupan tiba-tiba  yang  mengakibatkan  terjadi  proses  palu  air. Proses yang terjadi berulang-ulang inilah yang mendorong naik air ke pipa penghantar untuk kemudian diteruskan ke bak penampung (Fane, 2012).

## Optimasi Aliran
Perkembangan  terbaru  dalam  bidang  ini  telah mencakup  aspek-aspek  seperti  optimasi  aliran  air, efisiensi  pompa  hydram,  dan  penggunaan  teknologi terkini dalam menghasilkan listrik dari energi air.
1. Optimasi  Penggunaan  Aliran  Air  pada  Pompa

## Hydram
Dalam  penelitian  oleh  Zhao  et  al.  (2019),  dilakukan eksperimen dan simulasi numerik untuk mengoptimalkan penggunaan aliran air pada pompa hydram.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa dengan  memvariasikan  ukuran  aliran  air  dan tekanan,  efisiensi  pompa  hydram  dapat  meningkat hingga  25%  dibandingkan  dengan  pengaturan standar.  Penggunaan  model  optimasi  semacam  ini menjadi  penting  dalam  meningkatkan  performa pompa hydram sebagai pembangkit listrik berkelanjutan.
2. Efisiensi Pompa Hydram Dalam  penelitian  oleh  Li  et  al.  (2020),  dilakukan analisis  kinerja  dan  efisiensi  dari  pompa  hydram berbasis  air  limbah  di  daerah  perkotaan.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan
mengoptimalkan  rasio  diameter  pipa  dan  ukuran katup,  efisiensi  pompa  hydram  dapat  meningkat secara  signifikan.  Penelitian  ini  memberikan pemahaman  lebih  dalam  tentang  bagaimana memaksimalkan  efisiensi  pompa  hydram  dalam berbagai kondisi.
3. Teknologi Terkini dalam Pembangkit Listrik Hydram Dalam  penelitian  oleh  Chen  et  al.  (2022), dikembangkan  sebuah  prototipe  pompa  hydram berbasis  mikrokontroler  dan  sensor  canggih  untuk mengoptimalkan  penggunaan  aliran  air.  Sistem  ini mampu  memonitor  secara  real-time  dan  mengatur parameter-parameter  penting  untuk  menghasilkan energi  listrik  yang  maksimal.  Penggunaan  teknologi terkini  ini  memberikan  potensi  pengembangan sistem  pembangkit  listrik  hydram  yang  lebih  cerdas dan adaptif.

## ROADMAP PENELITIAN
Berikut  roadmap  penelitian  yang  diusulkan  untuk pengembangan  model  optimasi  penggunaan  aliran  air pada  tong  penampung  pompa  hydram  sebagai  sumber pembangkit listrik berkelanjutan skala laboratorium:
1. Analisis Kondisi dan Karakteristik Aliran Air: Langkah awal  adalah  mengidentifikasi  dan  menganalisis karakteristik  aliran  air  yang  berbeda,  seperti kecepatan aliran, tekanan, dan volume. Data-data ini akan  menjadi  dasar  untuk  memahami  bagaimana pompa hydram bekerja dalam berbagai situasi.
2. Pengembangan  Model  Matematika:  Selanjutnya, model  matematika  akan  dikembangkan  untuk menggambarkan  hubungan  antara  parameter- parameter  aliran  air  dengan  performa  pompa hydram .  Model  ini  akan  mencakup  variabel-variabel yang  mempengaruhi  efisiensi  dan  daya  listrik  yang dihasilkan.
3. Eksperimen  Laboratorium:  Dilakukan  eksperimen menggunakan  skema  laboratorium  yang  telah disiapkan  sebelumnya.  Data  eksperimental  akan digunakan  untuk  memvalidasi  model  matematika yang telah dikembangkan.
4. Optimasi  Paramater:  Dengan  model  matematika yang  telah  divalidasi,  dilakukan  analisis  optimasi untuk mencari kombinasi parameter yang memberikan hasil paling optimal dalam menghasilkan energi listrik dari pompa hydram.
5. Implementasi Teknologi Terkini: Penerapan teknologi  terkini  seperti  sensor  canggih  dan  sistem kontrol  mikro  akan  diintegrasikan  dalam  sistem pompa  hydram  untuk  mengoptimalkan  penggunaan aliran air secara real-time.
6. Pengujian  dan  Analisis:  Hasil  dari  implementasi teknologi  terkini  akan  diuji  dan  dianalisis  untuk melihat  sejauh  mana  peningkatan  performa  yang dapat dicapai.
7. Pengembangan  Model  Prediktif:  Berdasarkan  data dan  hasil  pengujian,  model  prediktif  dapat dikembangkan  untuk  memperkirakan  performa pompa hydram dalam berbagai skenario aliran air.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Pendidikan Teknik  Mesin  Universitas  Palangka  Raya  dengan  metode yang diuraikan akan mencakup langkah-langkah eksperimental, pengumpulan data, dan analisis yang akan dilakukan.
1. Desain Penelitian
Penelitian ini akan menggunakan desain eksperimental  dalam  skala  laboratorium.  Desain  ini memungkinkan  pengendalian  yang  lebih  baik  atas variabel-variabel  yang  mempengaruhi  performa pompa hydram .  Eksperimen  akan  dilakukan  dalam beberapa tahap untuk memastikan pengumpulan data yang valid dan terukur.
2. Pembuatan Skema Laboratorium Skema  laboratorium  akan  dibuat  sesuai  dengan spesifikasi  khusus  yang  telah  ditentukan.  Pompa hydram dan  tong  penampung  akan  dipasang  dalam skala  miniatur  agar  mencerminkan  kondisi  lapangan sebanyak  mungkin.  Seluruh  peralatan  dan  instrumen
yang  diperlukan  akan  disiapkan  dengan  teliti  untuk memastikan keberhasilan eksperimen.
3. Karakterisasi Aliran Air
Langkah awal dalam penelitian ini adalah karakterisasi aliran air. Dilakukan pengukuran dan analisis terhadap aliran air yang berbeda dalam sistem pompa hydram. Variabel  yang  akan  diukur  meliputi  kecepatan  aliran, tekanan,  dan  volume  aliran  air.  Data  karakterisasi  ini akan menjadi dasar untuk penelitian selanjutnya.
4. Eksperimen Laboratorium
Dilakukan  serangkaian  eksperimen  di  laboratorium dengan  mengatur  variasi  parameter  aliran  air  sesuai dengan model matematika yang telah dikembangkan. Eksperimen  ini  akan  mencakup  pengujian  berbagai kombinasi  ukuran  aliran  air,  tekanan,  dan  efisiensi pompa  hydram.  Data  yang  dihasilkan  akan  dicatat secara teliti untuk analisis selanjutnya.
5. Optimasi Parameter
Data  hasil  eksperimen  akan  dianalisis  untuk  mencari kombinasi parameter aliran air yang memberikan hasil paling  optimal  dalam  menghasilkan  energi  listrik  dari pompa hydram .  Langkah  ini  merupakan  bagian  dari proses  pengembangan  model  optimasi  penggunaan aliran air pada tong penampung pompa hydram . 6. Implementasi Teknologi Terkini
Pengujian  akan  dilakukan  untuk  mengintegrasikan teknologi  terkini,  seperti  sensor  canggih  dan  sistem kontrol mikro, dalam sistem pompa hydram . Teknologi ini akan digunakan untuk memonitor secara real-time
dan  mengatur  parameter-parameter  penting  dalam proses penggunaan aliran air.
7. Analisis Data dan Model Prediktif
Data  dari  eksperimen  dan  implementasi  teknologi terkini  akan  dianalisis  untuk  melihat  sejauh  mana peningkatan performa yang dapat dicapai. Berdasarkan data dan hasil pengujian,
8. Laporan Penelitian Hasil  dari  seluruh  penelitian  ini  akan  disusun  dalam laporan  penelitian  yang  lengkap  dan  rinci.  Laporan akan mencakup analisis data, temuan-temuan penting, serta  rekomendasi  mengenai  penerapan  teknologi pompa hydram dalam skala  lebih besar dan potensial pengembangan lebih lanjut.
9. Target Capaian
a. Terwujudnya  model  optimasi  penggunaan  aliran air pada tong penampung pompa hydram dalam skala laboratorium.
b. Memprediksi parameter-parameter yang optimal untuk penggunaan aliran air pada pompa hydram berdasarkan  model  matematika  dan  data eksperimen.
c. Implementasi teknologi terkini untuk meningkatkan  efisiensi  dan  performa  pompa hydram dalam menghasilkan energi listrik.
d. Menyusun  laporan  penelitian  yang  lengkap  dan rinci, termasuk analisis data dan temuan-temuan penting  sebagai  hasil  akhir  dari  penelitian  ini. Tahapan penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2 berikut:
Gambar 2 Bagan Alir Penelitian Mulai Analisis Data Penyusunan Laporan dan Draft Jurnal Studi Literatur Perencanaan Desain alat Perakitan/Desain Hydram Pump Pengujian Penerapan Pembangkit Listrik Pengambilan data energi listrik Selesai

## Desain HYDRAM PUMP
Gambar 3. Desain Hydram Pump

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Di bawah ini pada Gambar 5 model/ prototype Hydram Pump yang telah dibuat dan akan dilakukan pengujian 4 kali percobaan
Gambar 5   Model  dan Instalasi Hydram Pump di Laboratorium
Dilakukan 4 kali percobaan dengan hasil:
1. Percobaan 1
Ketinggian  terjunan  air  dari  tong  menuju hydram pump (H 1 ) 2 m, ketinggian turbin dari dasar lantai percobaan  (H 2 )  3  m,  dengan  debit  input  menuju tong  0,35  m 3 /menit,  besaran  bukaan  katup pembuang  ±  4  cm,  menghasilkan output dari mesin hydram menuju  tong  penampung  sebesar (Q 2 )  0,053  m 3 /menit,  sehingga  menghasilkan putaran turbin yang stabil (lampu menyala)
2. Percobaan 2
Ketinggian  terjunan  air  dari  tong  menuju  hydram pump  (H 1 )  1,5  m,  ketinggian  turbin  dari  dasar lantai  percobaan  (H 2 )  3  m,  dengan  debit  input menuju  tong  0,35  m 3 /menit,  besaran  bukaan katup  pembuang  ±  4  cm,  menghasilkan output dari  mesin hydram menuju  tong  penampung sebesar (Q 2 ) 0,041 m 3 /menit, sehingga menghasilkan  putaran  turbin  yang  stabil  (lampu menyala)
3. Percobaan 3 Ketinggian  terjunan  air  dari  tong  menuju hydram pump (H 1 )  1,2  m,  ketinggian  turbin  dari  dasar lantai  percobaan  (H 2 )  3  m,  dengan  debit  input menuju  tong  0,35  m 3 /menit,  besaran  bukaan katup  pembuang  ±  4  cm,  menghasilakan  output dari  mesin hydram menuju  tong  penampung sebesar (Q 2 ) 0,037 m 3 /menit, sehingga menghasilkan  putaran  turbin  yang  stabil  (lampu menyala)
4. Percobaan 4 Ketinggian  terjunan  air  dari  tong  menuju hydram pump (H 1 )  1  meter,  ketinggian  turbin  dari  dasar
lantai  percobaan  (H 2 )  3  m,  dengan  debit  input menuju  tong  0,35  m 3 /menit,  besaran  bukaan katup  pembuang  ±  4  cm,  menghasilakan output dari  mesin hydram menuju  tong  penampung sebesar (Q 2 ) 0,020 m 3 /menit, sehingga menghasilkan  putaran  turbin  yang  stabil  (lampu redup)
Dari  percobaan  ke-4  karena  keadaan  lampu  sudah meredup,  maka  percobaan  dihentikan.  Dari  hasil percobaan  tersebut  disajikan  dalam  Tabel  1  di  bawah ini:
Tabel 3. Hasil Percobaan di laboratorium No H 1 (m) H 2 (m) Q 1 (m 3 /menit) Q 2 (m 3 /menit) Kondisi Lampu 1 2 3 0,35 0,053 Menyala 2 1,5 3 0,35 0,041 Menyala 3 1,2 3 0,35 0,037 Menyala 4 1 3 0,35 0,020 Redup Sumber : hasil lab (2023) Keterangan H 1 : ketinggian air pada tong input (m)
H 2 : ketinggian turbin (m)
Q 1 : debit input menuju tong air (m 3 /menit) Q 2 :  debit  output  dari  mesin  hydram  menuju  tong (m 3 /menit)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  kegiatan  yang  telah  dilakukan  maka dapat  disimpulkan  pembuatan  model/ prototype telah selesai  dan  dilakukan  4  kali  pengujian  dengan  ketinggian turbin dari dasar lantai percobaan 3 m sedangkan besaran bukaan  katup  pembuang  ±  4  cm  dan  ketinggian  terjunan air  dari  tong  menuju hydram  pump 2  m  ;  1,5  m;  1,2  m mampu menghasilkan putaran turbin yang stabil sehingga lampu  menyala.  Namun  pada  ketinggian  terjunan  air  dari tong  menuju hydram pump 1  m  putaran  turbin menghasilkan lampu yang redup.
Saran  dari  kesimpulan  di  atas  yaitu  perlu  bahan  material dan alat potong/pembentuk material yang lebih canggih di Laboratorium  Pendidikan  Teknik  Mesin  agar  dalam pembuatan model bisa lebih singkat.

## DAFTAR PUSTAKA
Chen,  Z.,  Wang,  L.,  Cui,  L.,  &  Huang,  J.  (2022). Microcontroller-Based  Hydraulic  Ram  Pump  with Smart  Control  System  for  Water  Lifting  and  Power Generation.  Journal  of  Renewable  Energy,  174(2), 230-241.
Didin  S.  Fane,  Rudy  Sutanto,  I  Made  Mara,  Pengaruh konfigurasi  tabung  kompresor  terhadap  unjuk  kerja pompa  hidram.  Jurnal  Dinamika  Teknik  Mesin  ISSN: 2088-088X. Universitas Mataram.
Edi  Santoso,  Gatut  Priyo  Utomo,  Ninik  Martini,  2016,
Analisa  pengaruh  panjang  pipa  inlet  dan  panjang pegas  katub  buang  terhadap  performance  pompa hidram,  Jurnal  Hasil  Penelitian  LPPM  Untag, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.
Law, D., Patrisia, Y., Gunasekara, C., Castel, A., Nguyen, Q. D., & Wardhono, A. (2023). Durability Assessment of Alkali-Activated  Concrete  Exposed  to  a  Marine Environment. Journal of Materials in Civil Engineering , 35 (9), 04023275.
Law,  D.,  Gunasekara,  C.,  Patrisia,  Y.,  Fernando,  S.,  & Wardhono,  A.  (2023,  April).  Development  of  durable class  F  fly  ash  based  geopolymer  concretes.  In IOP
Conference Series: Earth and Environmental
Science (Vol. 1157, No. 1, p. 012024). IOP Publishing. Li,  X.,  Jiang,  Y.,  Li,  W.,  &  Sun,  L.  (2020).  Research  on Performance  and  Efficiency  of  Hydraulic  Ram  Pump Based  on  Wastewater  in  Urban  Areas.  Journal  of Physics: Conference Series, 1437(1), 012052.
Mubarok,  Afif.  2016.  Pengaruh  Variasi  Panjang  Pipa  Inlet Terhadap  Efisiensi  Pompa  Hidram.  Jurnal  Program Studi  Teknik  Mesin.  Fakultas  Teknik.  Universitas Muhammadiyah Surakarta. Solo. D 200 100 118. (19).
Munson,  Bruce  R.,  Young,  Donald  F.,  Okiishi,  Theodore H.2005. Fundamentals of Fluid Mechanics 5th edition. John Wiley & Son, Inc. Canada.
Patrisia,  Y.,  Law,  D.  W.,  Gunasekara,  C.,  &  Wardhono,  A. (2022).  Life  cycle  assessment  of  alkali-activated concretes  under  marine  exposure  in  an  Australian context. Environmental
Impact
Assessment
Review , 96 , 106813.
Patrisia,  Y.,  Law,  D.  W.,  Gunasekara,  C.,  &  Wardhono,  A. (2022).  Fly  ash  geopolymer  concrete  durability  to
sulphate,  acid  and  peat  attack.  In MATEC  Web  of Conferences (Vol. 364). EDP Sciences.
Patrisia,  Y.,  Law,  D.,  Gunasekara,  C.,  &  Wardhono,  A. (2022).  The  role  of  Na2O  dosage  in  iron-rich  fly  ash geopolymer  mortar. Archives  of  Civil  and  Mechanical
Engineering , 22 (4), 181. Zhao,  L.,  Wu,  Y.,  Yang,  Y.,  &  Wang,  H.  (2019).  Numerical Simulation  and  Optimization  of  a  Hydraulic  Ram Pump. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 315(4), 042002.