Swadaya Energi untuk Rakyat Indonesia

STABILISATOR TURBIN UAP ”PAIJO” ( bag-1 )

Paijo — Tue, 06 Feb 2007 07:21:17 +0000

STABILISATOR TURBIN UAP ”PAIJO” ( bag-1 )
By Paijo
Tentang alat stabilisator turbin uap, saya sudah mencoba untuk membuat sketsa berdasarkan keterangan dan gambar yang diberikan oleh Bapak Mulyadi. ( Sketsa belum selesai karena masih ada data yang belum lengkap ). Agar turbin uap dapat bekerja stabil sesuai keinginan, diperlukan alat tambahan yang untuk mudahnya saya sebut saja STABILISATOR TURBIN UAP ”PAIJO”. Setelah saya corat-coret, sepertinya terlalu sulit untuk membuat desain yang full mekanik. Jadi desain yang saya buat menggunakan beberapa alat kombinasi mekanik-elektronik yang relatif sederhana yang dapat mendeteksi kecepatan putar dinamo untuk kemudian mengatur bukaan valve secara otomatis sehingga jumlah uap yang masuk turbin selalu sesuai kebutuhan.

Sebagai gambaran, STABILISATOR ini mempunyai bagian-bagian utama sebagai berikut :
1. Unit sensor, yang berfungsi untuk mendeteksi kecepatan putar dinamo dan posisi bukaan valve. Unit sensor ini ada 4 buah yang seluruhnya mekanik sehingga relatif sederhana, mudah dibuat, dan handal. Karena saya menggunakan sensor mekanik yang bekerja secara analog, maka perlu ajustment ( penyetelan ) pada saat pertama kali akan dipakai dengan cara trial and error ( coba-coba ). Sensor kecepatan putar tersebut dapat dibuat dalam bentuk unit alat tersendiri yang dihubungkan dengan v-belt atau rantai dengan dinamo. Dapat juga dibuat dalam bentuk ditempelkan langsung pada pulley dinamo dengan menggunakan baut. Masing-masing pilihan jelas mengandung kelebihan dan kekurangan. Sedangkan sensor pendeteksi posisi bukaan valve juga menggunakan sistim mekanik yang relatif sederhana namun akurat dan handal. Selain itu, sebaiknya ada juga sensor yang mendeteksi jika belt penghubung turbin dengan dinamo putus ( yang ini tidak wajib ada ). Dengan adanya sensor belt putus tersebut, dimungkinkan untuk menutup valve secara otomatis sampai turbin berhenti berputar. Dengan cara tersebut, kemungkinan kerusakan turbin atau kecelakaan dapat dikurangi.
2. Unit kontrol, yang mengolah hasil sensor untuk kemudian menghasilkan tindakan membuka atau menutup valve dengan menghidup-matikan motor listrik. Unit kontrol ini menggunakan rangkaian beberapa buah relay dan komponen elektronik lainnya serta menggunakan arus DC 12 dari adaptor. Hanya relay yang langsung berhubungan dengan motor listrik saja yang mungkin menggunakan arus 220 volt AC.
3. Motor listrik, yang berfungsi memutar valve membuka dan menutup. Motor listrik yang digunakan adalah type induksi. Jumlahnya bisa sebuah ( jika 3 phase ) atau 2 buah ( jika 1 phase ). Jika menggunakan motor listrik 3 phase, arah putaran motor yang akan dibolak-balik oleh unit kontrol, arah tertentu untuk membuka dan arah sebaliknya untuk menutup. Jika menggunakan motor listrik 1 phase, diperlukan 2 buah motor listrik yang dihubungkan secara paralel dengan unit pereduksi ( kedua motor saling berlawanan arah ). Motor yang satu untuk membuka valve sedangkan yang satunya lagi untuk menutup valve. Ukuran ( besar kecilnya ) motor listrik hendaknya disesuaikan dengan besar kecilnya valve dengan maksud agar waktu untuk menambah atau mengurangi bukaan relatif cepat dan motor tahan lama karena tidak kelebihan beban. Untuk motor listrik ini, lebih bagus jika dipilih yang bekerja pada putaran rendah ( 720 – 1440 rpm ).
4. Unit pereduksi, yang berfungsi mereduksi putaran motor listrik agar menghasilkan kecepatan putar dan torsi yang sesuai untuk memutar valve. Untuk mereduksi putaran motor listrik tersebut diperlukan gearbox atau sistim pulley atau sistim rantai. Masing-masing pilihan juga memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Untuk gearbox pabrikan jelas bagus tapi mahal. Untuk rangkaian beberapa pulley-belt, sederhana dan murah tapi kurang licin, selip, dan banyak tenaga motor yang hilang. Untuk rangkaian gear-rantai, murah dan sederhana, cukup licin, sedikit tenaga motor yang hilang, tapi suaranya sedikit agak ribut. Pemilihan hendaknya mempertimbangan penguasaan skill teknisi yang akan membuat / menangani, tingkat kehandalan yang anda inginkan dan biaya yang tersedia.
5. Controled Valve, merupakan valve yang telah dimodifikasi agar dapat dibuka-tutup dengan menggunakan rangkaian motor listrik dan pereduksi tersebut diatas. Controled Valve tersebut musti ditempatkan sesudah valve utama yang dibuka-tutup secara manual. Jadi uap mengalir dari pipa melalui valve utama terlebih dulu, baru kemudian melalui controled valve untuk selanjutnya menuju turbin.
6. Power suply, yang berfungsi menyediakan tenaga listrik untuk STABILISATOR. Tenaga listrik untuk STABILISATOR dapat diambil langsung dari dinamo. Namun untuk kehandalan pengendalian secara menyeluruh, sangat disarankan untuk menggunakan UPS dengan daya yang sesuai dengan motor listrik yang digunakan. Kelebihan jika menggunakan UPS yaitu STABILISATOR akan menutup valve secara otomatis sampai turbin benar-benar berhenti berputar jika belt penghubung turbin dengan dinamo putus. Jika tanpa UPS, maka STABILISATOR akan langsung mati ketika belt tersebut putus. Hal itu bisa mengakibatkan turbin rusak karena berputar terlalu cepat dalam waktu yang cukup lama sampai operator menutup valve secara manual.
7. Lampu-lampu Indikator yang menandakan keadaan apa yang sedang terjadi, putaran normal, atau putaran terlalu cepat, atau putaran terlalu lambat. Jika menggunakan UPS, dapat juga ditambah dengan alarm yang akan berbunyi jika belt putus.
Adapun prinsip kerja STABILISATOR adalah sebagai berikut :
1. Jika sensor mendeteksi kecepatan putar dinamo melebihi 1525 rpm ( mungkin disebabkan oleh berkurangnya beban pemakaian listrik ), maka unit kontrol secara otomatis akan menghidupkan motor listrik yang akan mengurangi bukaan valve sampai kecepatan putar kurang dari 1525 rpm
2. Jika sensor mendeteksi kecepatan putar dinamo kurang dari 1475 rpm ( mungkin disebabkan oleh bertambahnya beban pemakaian listrik ), maka unit kontrol secara otomatis akan menghidupkan motor listrik yang akan menambah bukaan valve sampai kecepatan putar lebih dari 1475 rpm
3. Jika sensor mendeteksi belt penghubung turbin dengan dinamo putus, maka unit kontrol secara otomatis akan menutup valve sampai rapat sehingga turbin akan berhenti berputar.
Begitulah garis besar kerjanya STABILISATOR yang sedang saya desain. dengan demikian, maka dapat diharapkan bahwa putaran dinamo akan relatif konstan berkisar 1500 rpm dengan toleransi perbedaan sekitar 25 rpm ( 1475-1525 rpm ). Dengan putaran yang relatif konstan demikian, maka tegangan yang dihasilkan juga akan konstan walaupun terjadi penambahan atau pengurangan beban pemakaian listrik. Karena kesederhanaannya, STABILISATOR ini saya perkirakan hanya mampu menangani perubahan beban yang terjadi secara gradual saja layaknya pemakaian rumah tangga. Untuk perubahan beban yang terjadi secara mendadak seperti yang lazim terjadi pada tungku pabrik peleburan logam ( furnace ), mungkin STABILISATOR ini masih kurang responsif. Namun demikian, kecepatan tanggap dari STABILISATOR ini masih cukup cepat jika dibuat dengan ketelitian tinggi dan dengan material yang berkuaitas tinggi pula.
Berkaitan dengan penjelasan di atas, maka supaya proses mendesain lebih cepat dan lancar saya perlu beberapa informasi sebagai berikut :
1. Model, ukuran, dan cara buka-tutup dari valve yang digunakan. Lebih jelas lagi jika dikirimkan gambar atau fotonya. Yang paling mudah adalah jika digunakan valve yang proses buka-tutupnya dengan cara diputar. Jika modelnya seperti itu, saya perlu data jumlah putaran yang diperlukan untuk membuka valve dari keadaan tertutup sampai terbuka penuh. Selain itu, saya juga perlu data jauhnya perubahan posisi pemutar ( jarak pergeseran linier keluar-masukknya poros pemutar valve ) pada saat terbuka dan pada saat tertutup karena akan dipasang sensor. Arah putaran juga perlu, apakah buka kanan seperti kran hidrant-nya orang Australia atau buka kiri seperti kran airnya orang Indonesia. Perlu juga disertakan data torsi minimal untuk dapat memutar pembuka valve ( newton meter ). Untuk torsi, bisa dites dengan cara memutarnya menggunakan kunci torsi mulai dari yang torsinya kecil dulu. Cara sederhana lainnya, bisa menggunakan tuas dan bandul.
2. Apakah diinginkan STABILISATOR yang dapat menutup valve secara otomatis ketika belt putus ? Fasilitas ini hanya bersifat tambahan namun jika dikehendaki diperlukan syarat-syarat seperti 2 buah motor listrik 1 phase dan tambahan UPS.
3. Type pereduksi putaran motor yang akan digunakan, apakah gearbox pabrikan, atau rangkaian pulley-belt, atau rangkaian gear-rantai. Pemilihan hendaknya mempertimbangan penguasaan skill teknisi yang akan membuat / menangani, tingkat kehandalan yang diinginkan, dan ketersediaan material di pasaran.
4. Type motor induksi yang akan digunakan, apakah 3 phase ( 1 motor ) atau 1 phase ( 2 motor ). Jika dinamonya menghasilkan listrik 1 phase saja, otomatis hanya alternatif kedua yang dapat diambil. Demikian juga jika ingin menggunakan UPS agar valve dapat secara otomatis menutup ketika belt putus.
Mengenai model turbin uap yang digunakan, terus terang saya tidak banyak tahu dan belum ada pengalaman lapangan sama sekali tentang hal tersebut. Menurut kajian saya, untuk mengatasi masalah endapan karbonat dan silika dapat dilakukan beberapa upaya berikut :
1. Memilih jenis turbin yang memiliki jarak sudu tidak terlalu rapat dengan harapan tidak mudah terganjal endapan. Endapan yang terbentuk juga mudah dibersihkan. Pemilihan turbin jenis tersbut mungkin sedikit mengorbankan efisiensi.
2. Memilih jenis turbin yang sama sekali baru yang diyakini nyaris tidak terpengaruh oleh endapan. Mungkin turbin yang cara kerjanya mirip dengan sprinkler layak untuk dicoba. Tentu saja jumlah lengannya harus banyak agar torsinya cukup besar. Mungkin yang bagus lengannya bebentuk melengkung. Agar memiliki kecepatan putar ( rpm ) yang cukup, lengannya jangan juga terlalu panjang. Hali itu berdasarkan hukum alam yang berlaku pada turbin sperti sprinkler bahwa kecepatan putar berbanding terbalik dengan panjang lengan, sedangkan torsi berbanding lurus dengan panjang lengan. Untuk menambah torsi, bisa dibuat beberapa lapis barisan lengan yang berjajar memanjang. Efisiensi turbin jenis ini mungkin tidak sebaik yang jenis standar.
3. Membuat 3 turbin atau lebih yang bekerja secara shift ( bergiliran ). Dari 3 turbin tersebut, hanya dua turbin yang rutin digunakan dan akan bergantian secara otomatis setiap 8 jam. Turbin yang ketiga merupakan spare yang akan digunakan ketika ada salah satu turbin yang rusak dan perlu overhaul. Perawatan rutin dan pembersihan endapan dapat dilakukan pada saat turbin yang bersangkutan tidak terpakai. Alternatif ini perlu biaya ekstra tapi kehandalan sistem lebih terjamin sehingga sangat disarankan untuk dilakukan jika listrik yang dihasilkan akan dipakai masyarakat luas yang pasti tidak senang jika listrik sering padam dengan alasan perbaikan sekalipun. Kalau tidak bisa 3 turbin, ya sekurang-kurang musti 2 turbin.
4. Melapisi permukaan seluruh permukaan pipa dan turbin yang kontak langsung dengan uap menggunakan bahan anti lengket misalnya teflon seperti yang digunakan untuk melapisi alat-alat dapur. Dengan cara ini, endapan yang timbul sulit untuk menempel di permukaan sehingga kemungkinan besar akan dikeluarkan bersama hembusan uap air. Namun cara ini cukup mahal meskipun telah ada perusahaan lokal yang melayani jasa coating tersebut.
5. Membungkus seluruh pipa uap dan bagian luar turbin dengan bahan isolator panas seperti glasswool, stirofoam, dsb. Dengan cara ini, temperatur dan tekanan uap dapat dipertahankan sehingga akan mengurangi jumlah endapan/kerak yang timbul.
Demikian sumbang saran sementara dari saya, sambil menunggu kelengkapan data dan informasi selanjutnya. Jika data dan informasi sudah lengkap, maka gambar bisa segera saya selesaikan dan saya akan posting secepatnya.Terimakasih dan salam eksperimen.

Paijo, Sudah Bereksperimen Sejak Kecil

Emanuel Setio Dewo — Wed, 18 Oct 2006 04:09:53 +0000

Nama saya Paijo. Sejak kecil (SD), saya sudah tertarik tentang hal-hal yang bersifat teknik dan mekanik. Banyak eksperimen kecil-kecilan yang telah saya lakukan sejak kecil hingga sekarang. Sangat disayangkan, sebagian besar tidak terdokumentasikan bahkan nyaris tanpa jejak sama sekali. Namun demikian, ada beberapa diantaranya yang cukup menarik untuk disharingkan. Saya bersyukur dikaruniai daya ingat grafis yang cukup kuat sehingga saya masih dapat mengingat semua eksperimen saya bahkan sampai ke detailnya sekalipun.

Belakangan ini, saya berusaha untuk merekonstruksi hasil-hasil eksperimen saya terdahulu untuk disharingkan dengan anak-anak saya dan juga orang lain yang berminat. Saya menyadari bahwa saya hanyalah seorang eksperimenter bonek. Dapat dikatakan bahwa bakat saya berkembang karena alam, dan tidak tersentuh pendidikan formal yang berhubungan dengan teknik karena masalah kesulitan biaya. Namun demikian, saya bangga menjadi seorang Paijo Eksperimenter Freelance.

KISAH PENEMUAN PERTAMA SAYA

Ketika masih kecil (SD) saya sering disuruh orangtua saya untuk menjaga padi di sawah supaya tidak habis dimakan burung pipit. Karena bosan menjaga selama seharian, saya berfikir untuk memanfaatkan aliran air pancuran di situ untuk menggerakkan orang-orangan sawah. Untuk itu akhirnya saya buat sebuah kincir kecil (kincir type lintasan) yang porosnya diberi engkol untuk menarik-narik tali yang dihubungkan ke orang-orangan sawah yang diberi bunyi-bunyian (kaleng yang diisi kerikil). Kincir ini kemudian tidak dapat berfungsi ketika debit air menjadi sangat kecil. Oleh karena itu saya kembali mencari cara lain untuk menggerakkan orang-orangan sawah tadi. Mulailah proses rekayasa tanpa bantuan gambar, hanya berimajinasi sambil memegang benda-benda di sekitar sebagai alat bantu. (Catatan : Cara seperti itu masih saya gunakan sampai sekarang dan terbukti efektif. Biasanya gambar/sketsa baru saya buat setelah proses visualisasi. Untuk desain yang cukup rumit, biasanya proses visualisasi dan pembuatan sketsa dilakukan selang-seling secara bergantian)

Setelah desain (di kepala) jadi, maka alatnyapun saya buat dan ternyata sukses. Alat tersebut saya saya beri nama kincir tongkat jungkat-jungkit. Kincir tongkat versi pertama hanya berupa sebatang bambu sepanjang kira-kira satu setengah meter yang dibuat seperti mainan jungkat-jungkit. Pada satu ujung diberi beban (pemberat) dan pengait tali, sedang di ujung lainnya diruncingi (seperti bambu runcing) untuk menadah air pancuran. Cara kerjanyapun sangat sederhana. Ketika ujung runcing kosong, ujung berpemberat berada di bawah dan ujung runcing berada diatas menadah air pancuran. Ketika ujung runcing penuh air (lebih berat daripada pemberat), maka ujung berpemberat akan naik dan ujung runcing akan turun karena lebih berat.

Ketika dalam posisi itu (menungging), maka air akan tumpah sehingga ujung runcing akan kembali kosong dan ringan. Hal itu akan menyebabkan ujung runcing kembali naik lagi ke posisi semula dan menadah air pancuran lagi. Demikian seterusnya, sehingga kincir akan bergerak jungkat-jungkit. Aplikasi kincir tongkat pada waktu itu adalah untuk menarik-narik tali yang dihubungkan dengan orang-orangan sawah agar bergerak-gerak terus dan berbunyi (digantungi kaleng yang diisi kerikil) supaya burung pipit tidak memakan padi di situ. Kelebihan kincir tongkat jungkat-jungkit adalah sederhana dan dapat bekerja pada debit air yang sangat rendah.

Perkembangan lebih lanjut, saya telah mendesain ulang kincir tongkat jungkat-jungkit yang lebih sempurna. Bahannya bukan lagi bambu melainkan kayu (balok, papan , dan paku) atau besi (pipa, plat, bearing). Prinsip dasarnya tetap sama, yaitu jungkat-jungkit. Penyempurnaan saya lakukan pada penampung air dengan sistim pintu air (sistim sliding / geser dan sistim engsel) yang akan membuka total secara otomatis ketika mencapai tanah (dasar) ketika bergerak turun. Selain itu, saya menambahkan mekanisme semacam gerendel penahan yang akan terlepas secara tiba-tiba ketika air di bak telah penuh. Hal tersebut untuk memberikan efek gerak cepat penuh tenaga ketika berjungkit. Jika dibuat dalam ukuran besar, kincir tongkat akan dapat digunakan untuk menggerakkan pompa air (type piston), atau untuk menggerakkan penumbuk padi (alu).

Kelemahannya, tidak cocok untuk menggerakkan dinamo listrik maupun alat lain yang memerlukan gerakan berputar. Kelemahan yang lain, pengaturan frekuensi jungkat-jungkitnya masih kurang fleksibel. Anda tertarik?

Penelitian Energi Mandiri

Emanuel Setio Dewo — Sat, 14 Oct 2006 05:39:10 +0000

Penelitian sudah menjadi pekerjaan rutin bagi banyak instansi dan di dunia pendidikan. Tetapi penelitian juga dilakukan oleh para individu yang kreatif dan inovatif. Salah seorang di antaranya adalah Pak Paijo yang asli dari Jawa Tengah tetapi tinggal di pedalaman Sulawesi Selatan. Tidak salah jika saya menyebutnya sebagai pribadi yang kreatif dan inovatif karena ternyata beliau sudah membuat banyak desain. Bahkan beberapa di antaranya sudah dalam tahap purwarupa (prototype).

Perkenalan saya dengan Pak Paijo bermula dari keaktifan beliau dalam memberikan komentar di artikel saya, yaitu di: Swadaya Listrik: Mengatasi Pembodohan TDL PLN. Dari sanalah akhirnya berkembang untuk membuat suatu situs khusus untuk mencari, meneliti dan menciptakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan sekaligus mudah, mudah dan tepat guna sehingga pengadaan dan operasionalnya dapat dilakukan secara mandiri.

Salah satu kontributor di situs ini adalah Pak Paijo dengan laporan penelitian dan pengembangan pembangkit energinya. Mari kita tunggu perkembangan dan hasilnya. Selamat berkarya Pak Paijo. Semoga berhasil. Salam.

Swadaya Listrik

Emanuel Setio Dewo — Sat, 14 Oct 2006 00:49:25 +0000

“Listrik di Jakarta Padam Mulai Pukul 13.00 WIB” dan “BBM Habis, PLN Padamkan Listrik Sementara di Jabotabek“, itulah 2 tajuk berita di sebuah situs berita online ANTARA. Akibat dari pemadaman ini diklaim merugikan banyak pengusaha. Seorang pengusaha budidaya ikan mengklaim kerugiannya sampai ratusan juta. Akibat dari pemadaman ini, bibit ikannya tidak mendapat penerangan dan akhirnya naik ke permukaan air dan memakan bibit yang lain. Akhirnya banyak bibit yang gagal karena dimakan oleh bibit yang lain. (Cerita ini diambil dari berita di MetroTV 13/10/2006).

Ini baru satu contoh kasus saja. Saya yakin masih banyak lagi kerugian, tidak hanya materiil tetapi juga moril. Kerugian moril? Ya betul, kerugian moril juga bisa terjadi. Misalnya tidak dapat belajar, bekerja, atau tidak bekerjanya alat penunjang kehidupan, dll. Bagaimana mengatasinya?

Paling mudah adalah jika kita memiliki cadangan sumber daya listrik. Tapi dari mana? Coba mari kita coba baca kembali artikel di: “Swadaya Listrik: Mengatasi Pembodohan TDL PLN” atau artikel saya yang lain di kategori energi.

Mari kita pikirkan bersama bagaimana agar bisa menemukan dan menciptakan sumber listrik yang ramah lingkungan sekaligus murah, mudah dan tepat guna. Dengan demikian pengadaannya bisa dilakukan secara swadaya baik oleh perorangan atau pun kelompok. Semoga dengan adanya swadaya listrik ini dapat menjadikan kita lebih maju, lebih mandiri dan tentu saja lebih cerdas. Dan yang terpenting adalah: KEMANDIRIAN.

Swadaya Energi untuk Rakyat Indonesia

Emanuel Setio Dewo — Thu, 12 Oct 2006 04:20:38 +0000

Selamat datang di website “Swadaya Energi untuk Rakyat Indonesia.” Situs ini ditujukan untuk mencari dan menciptakan pembangkit energi yang ramah terhadap lingkungan. Beberapa kontributor situs ini adalah orang-orang Indonesia yang peduli terhadap perlunya energi yang ramah lingkungan sekaligus prihatin dengan pasokan energi dari pemerintah yang kebanyakan tidak ramah lingkungan, tidak kreatif dan inovatif, bahkan tidak berpihak kepada rakyat yang seharusnya mereka layani.

Kontributor situs ini adalah kumpulan orang-orang yang kreatif dan inovatif. Isi dari situs ini kebanyakan ide, teori dan prototype dari pembangkit energi alternatif yang kelak diharapkan dapat dilakukan secara swadaya di tengah masyarakat sehingga dapat menunjang kehidupan, pendidikan dan pekerjaan masyarakat Indonesia.

Semoga hadirnya situs ini dapat bermanfaat. Kobarkan semangat dari rakyat untuk rakyat demi kemajuan bangsa Indonesia. Amin.