TUGAS MATA KULIAH

DAYA DALAM BIDANG PERTANIAN

 

 

PENGGUNAAN KINCIR ANGIN UNTUK MENGGERAKAN POMPA AIR DALAM PENYEDIAAN AIR UNTUK IRIGASI

 

 Disusun Oleh :

  1. 1.      Saifur Rizal                      (0911020072)
  2. 2.      Dwi Setiawan                   (0911020038)
  3. 3.      Arif Ashadi                      (0911023056)

 

 

 

JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011

 

 

 

 

BAB I. PENDAHULUAN

 

 

1.1 Latar Belakang                                                   

Pengairan merupakan proses pemberian air untuk tanaman baik dengan menggunakan peralatan yaitu pompa, atau dengan menfaatkan sumber irigasi alam. Khusunya pada pompa air yang biasaya digerakan oleh disel dengan bahan bakar solar sungguh memudahkan pekerjaan manusia, karena penyediaan air irigasi dapat di atur sesuai dengan harapan dari petani. Namun tidak dapat dipungkiri bahwa penggunaan energi fosil (solar) semakin hari semakin menipis. Tingkat konsumsi terhadap minyak rata-rata naik 6 % pertahun (Suroso, 2010). Konsumsi terbesar adalah minyak diesel (solar) yang pada tahun 2009 saja mencapai 26 juta kiloliter. Hal ini diperkirakan akan terus meningkat. Produksi kilang-kilang minyak Indonesia juga semakin menurun, bahkan produksi minyak bumi Indonesia saat ini tinggal 942.000 barrel perhari (Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2005), kurang dari quota minimal yang ditetapkan oleh OPEC.

Dalam penentuan jenis sumber energi (demand), pilihan akan ditentukan berdasarkan energi alternative yang terbarukan. Hal ini dimaksudkan untuk mempersiapkan jika suatu saat bahan bakar fosil yang saat ini menjadi tulang punggung utama akan habis. Sehingga dewasa ini masyarakat dunia mulai berlomba-lomba dalam perburuan energy alternative yang bersifat renewable, dan tidak menuntut kemungkinan bahwa tenaga alampun mulai dilirik kembali.

Angin merupakan salah satu energy alternative yang bersifat terbarukan yang berasal dari alam. Pemanfaatan energy alam kususnya angin dirasa sangat kurang, padahal Indonesia berpotensi sekali, karena keadaan alam yang berdataran tinggi serta mempunyai pesisir pantai yang cukup banyak.

Dalam makalah ini akan dijelaskan pemanfaatan energy angin dalam bidang agriculture (pertanian) kususnya sebagai penggerak pompa untuk pemenuhan irigasi. Dalam pengkonversian energinya diperlukan baling-baling, yang akan merubah energy mekanik menjadi listrik sehingga dapat memutar pompa, atau juga langsung memutar pompa tanpa harus dikonversikan ke energy listrik kushusnya pada pompa sentrifugal. Oleh karena itu pentingnya untuk diketahui bahwa penggunaan energy angin untuk menyediakan air yang di butuhkan tanaman dalam bidang pertanian dirasa perlu dikaji lebih dalam, karena sekali lagi begitu berpotensinya teknologi tersebut untuk di tumbuh kembangkan.

 

1.2 Tujuan

Tujuan dari penusunan ertikel ini adalah :

a)      Untuk mengetahui salah satu penggunaan energi alternative dan terbarukan dalam bidang pertanian.

b)      Untuk mengetahui cara kerja dari pengkonversian energi angin untuk memompa air pada pompa sentrifugal.

c)      Untuk mengetahui potensi Indonesia dalam menumbuh kembangkan energi angin dalam bidang pertanian.

 

 

BAB II. PEMBAHASAN

 

2.1. Pengertian Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump)

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari tekanan yang lebih rendah ke tekanan yang lebih tinggi dan/ atau posisi yang lebih rendah ke posisi yang lebih tinggi. Salah satu jenis pompa yang banyak dipakai untuk kebutuhan industri adalah pompa sentrifugal. Seangkan pengertian pompa sentrifugal adalah suatu pompa yang memindahkan cairan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa sentrifugal mengubah enegi kecepatan menjadi energi tekanan.

Pompa-kincir angin merupakan satu mekanisme antara kincir yang digerakan oleh energi angin dan sistem transmisi yang menyalurkan daya dari kincir, untuk menggerakan pompa air, dapat dilihat pada Gambar 1.  Komponen-komponennya terdiri dari : Rotor, menangkap tenaga angin dan merubahnya kedalam energi mekanik. Sistem tranmisi, dimana energi mekanik disalurkan dengan perubahan arah poros putar. Sistem pengaman, melindungi kincir angin dari angin kencang (badai). Tower untuk mendukung komponen kincir, pompa piston, dan bak penampung air. Sedangkan untuk menjamin keberhasilan pemasangan sistem pompa kincir angin, banyak faktor yang perlu diperhatikan. Diantaranya adalah lokasi pemasangan, dan pemilihan komponen.

Gambar 1. Kincir Angin untuk Menggerakan Pompa.

 

 

2.2 Cara kerja Pompa Sentrifugal

Cairan masuk ke impeler dengan arah aksial melalui mata impeler (impeller eye) dan bergerak ke arah radial diantara sudu-sudu impeler (impeller vanes) hingga cairan tersebut keluar dari diameter luar impeler. Ketika cairan tersebut. meninggalkan impeler, cairan tersebut dikumpulkan didalam rumah pompa (casing). Salah satu desain casing dibentuk seperti spiral yang mengumpulkan cairan dari impeler dan mengarahkannya ke discharge nozzle. Discharge nozzle dibentuk seperti suatu kerucut sehingga kecepatan aliran yang tinggi dari impeler secara bertahap turun. Kerucut ini disebut difuser (diffuser). Pada waktu penurunan kecepatan di dalam diffuser, energi kecepatan pada aliran cairan diubah menjadi energi tekanan.

 

2.3  Komponen-komponen Pompa Sentrifugal

  1. a.      Impeller

Impeller merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya, maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeler dalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa satu tahap memiliki satu impeler dan sangat cocok untuk layanan head (tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeler  atau lebih terpasang seri untuk layanan head yang tinggi.

  1. b.      Pump Chasing

Fungsi utama chasing adalah menutup impeler pada penghisapan dan pengiriman pada ujung dan sehingga berbentuk tangki tekanan. Tekanan pada ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan pada ujung pengiriman dapat dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa satu tahap.

  1. c.       Back Plate

Back plate terbuat dari logam dimana dengan kasing pompa  membentuk kamar cairan untuk fluida untuk dijadikan tekanan.

  1. d.      Mechanical Seal

Koneksi antara batang motor shaft/pompa dan selubung pompa dilindungi oleh suatu segel mekanik.

  1. e.       Shroud dan Legs

Kebanyakan jenis pompa di coba dengan shourd dan legs yang dapat disetel. Shroud dibatasi untuk meredam suara gaduh dan melindungi motor dari kerusakan.

  1. f.        Pump Shaft

Kebanyakan pompa mempunyai batang potongan yang ditempatkan dibatang motor untuk menggabungkan tekanan, menghapuskan penggunaan keyways. Perakitan batang potongan dapat didesain secara sederhana, sekalipun begitu masih menjamin pengarahan metode untuk mengurangi suara gaduh dan getaran. Untuk pompa sentrifugal multi-stage panjang batang pompa akan berbeda tergantung dari banyaknya pendorong yang digunakan.

  1. g.      Adaptor

Kebanyakan pompa dengan suatu standar IEC motor elektrik. Koneksi antara motor dan backplate dihubungkan oleh suatu adaptor dimana sesusai dengan standar IEC atau C-frame motor elektronik.

 

2.4 Penentuan Ukuran Komponen Utama Pompa Kincir Angin

Dalam menentukan ukuran dari komponen utama pompa kincir angin, tahapannya sebagai berikut : (berdasarkan Handbook of Wind Pumping, World Bank Technical Paper Number 101)

1. Hitung keperluan air

2. Hitung tenaga hidrolik yang diperlukan

3. Tentukan sumber daya tenaga angin yang tersedia

4. Identifikasi bulan rencana (design month)

5. Hitung ukuran komponen pompa.

 

2.5 Prinsip Kerja dari Pompa Sentrifugal Berpenggerak Kincir Angin

Pada dasarnya prinsip kerja dari pompa sentrifugal berpenggerak kincir angin adalah :

  1. Angin memutar kincir
  2. Tenaga mekanik dari kincir dirubah kelistrik oleh generator
  3. Listrik yang di hasilkan digunakan untuk memutar pompa sentrifugal
  4. Pompa sentrifugal menyedot air.

 

2.5 Potensi Indonesia untuk Pengembangan Energi Angin

 Indonesia merupakan negara kepulauan yang  penduduknya sebagaian besar adalah petani. Selain mempunyai pesisir pantai yang luas, relief Indonesia juga terdiri dari dataran tinggi dan dataran rendah. Hal inilah yang mendasari bahwa pengembangan energi angin cukup mendukung dalam bidang pertanian di Indonesia.

 

BAB III. PENUTUP

 

3.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh yaitu bahwa potensi pengembangan energi angin dibidang pertanian sungguh besar di Indonesia. Hal ini di dukung dengan wilayah Indonesia yang mempunyai pesisir pantai yang luas serta Indonesi yang mempunyai relief permukaan bumi terdiri atas datarn rendah dan dataran tinggi. Sedangkan cara kerja dari perubahan tenaga angin untuk menjadi listrik ini adalah

  1. Angin memutar kincir.
  2. Tenaga mekanik dari kincir dirubah kelistrik oleh generator.
  3. Listrik yang di hasilkan digunakan untuk memutar pompa sentrifugal.
  4. Pompa sentrifugal menyedot air.

 

3.2 Saran

Saran yang bisa penulis berikan adalah masih kurangnya pengembangan energi angin ini di Indonesia yang notabene Indonesia adalah negara agraris. Selain itu diperlukan investasi cukup besar dalam pengembangan energi angin ini, mulai dari survey tempat, penyediaan alat, serta pemeliharaan.

DAFTAR PUSTAKA

Renato, Lyra.2000. an alternative isolated wind electric pumping system using indution machine. antonio carlos, campus pamphula.     Brazil

Clark, R. 1994. wind turbine centrifugal water pump testing for watering lifestock. Atlanta, Hilton and Tower. USA

Feris, L. 1997. Wind energy Conversation System. prentice hold international. Newyork