Upload
others
View
21
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Efisiensi Penerapan Semi Bendungan Terapung
GunaMeningkatkan Kecepatan Aliran Air Sungai sebagai
Sumber Tenaga Penggerak Kincir PLTAS Terapung
SKRIPSI
Diajukan untuk Melengkapi dan Memenuhi Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Oleh:
DARMAJI
NIM.1001130207
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI PALANGKA RAYA
FAKULTAS TARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
PRODI TADRIS FISIKA
1439 H / 2017 M
MOTTO
Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi
Maha Penyayang
Sesungguhnya bersama dengan kesulitan, ada
kemudahan(6). Bersama dengan kesulitan ada
kemudahan(7). (Q.S Al-insyirah ayat 6-7)
Kita boleh meminta tapi jangan sampai meminta-minta
Kita boleh berharap, tapi jangan sampai mengharap-harap
Lembar Persembahan
Hai orang-orang yang beriman, apabila dikatakan kepadamu:
"Berlapang-lapanglah dalam majelis", maka lapangkanlah, niscaya Allah akan memberi
kelapangan untukmu. ,Dan apabila dikatakan: "Berdirilah kamu, maka berdirilah, niscaya Allah
akan meninggikan orang orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi ilmu
pengetahuan beberapa derajat Dan Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan
( Q.S Al-Mujadallah ayat 11).
demi kebaikan dan kebahagiaan
skripsi ini ku persembahkan kepada kedua orang tua dan keluargaku di rumah.
Yang telah banyak berkorban untuk hidupku
Terimakasih kepada dosen Prodi Fisika IAIN Palangka Raya, terlebih
kepada pembimbing skripsiku, Ka. Prodi dan Kajur yang selama ini telah
memberikan motivasi dan bimbingan serta ilmu yang berharga.
Juga kepada kalian semua yang bernaung di bawah Resimen Mahasiswa, terlebih
anggota SAT-605 IAIN Palangka Raya. Ingat!! Jangan lupa bernafas.
Spesial buat Arek Tuwek dan adiknya, Arek Nakal dan Lek Karyo. selalu ingat
dimana BOR, GERINDA dan MUR-BAUT yang mewarnai kebersamaan kita di
KAFE TERAPUNG.
i
Darmaji, 2017. Efisiensi Penerapan Semi Bendungan Terapung Guna
Meningkatkan Daya Air Aliran Sungai sebagai Sumber
Tenaga Penggerak Kincir PLTAS Terapung. Skripsi, Jurusan
Pendidikan MIPA Fakultas Tarbiyah Dan Ilmu Keguruan
Institut Agama Islam Negeri Palangka Raya. Pembimbing : (I)
Suhartono, M.Pd.,Si., (II) Hadma Yuliani, M.Pd,M.Si.
ABSTRAK
Penelitian ini berawal dari kebutuhan energi listrik masyarakat pelosok
yang belum terjangkau oleh jaringan listrik negara. Kalimantan Tengah
merupakan Salah satu propinsi yang daerah pelosoknya banyak belum dijangkau
jaringan listrik negara, karena sulit berat medan yang harus dilalui. Padahal daerah
tersebut memiliki sungai-sungai yang berpotensi sebagai sumber energi.
Penelitian ini bertujuan (1) mengetahui besar kenaikan kecepatan air yang
dihasilkan oleh semi bendungan terapung pada tiap variasi kedalaman. (2)
mengetahui berapa efisiensi daya kinetik air yang dihasilkan oleh semi bendungan
terapung pada tiap variasi kedalaman.(3) mengetahui pengaruh variasi kedalaman
terhadap besar kenaikan kecepatn arus air dan efisiensi semi bendungan terapung.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental , yaitu melakukan
pengukuran secara langsung dilapangan. Variasi yang digunakan dalam penelitian
ini adalah dengan memvariasikan kedalam bilah pengendap dalam 3 variasi
kedalaman.
Hasil penelitian menunjukan bahwa (1) peningkatan kecepatan arus air
terbesar terjadi pada kedalaman ke 3 yaitu sebesar 0,302 m/s. (2) efisiensi terbesar
yang dihasikan terjadi pada kedalaman ke 3 yaitu sebesar 29,38%. (3) kedalaman
berpengaruh ppada pbesar peningkatan kecepatan arus air dan besar efisiensi yang
dihasikan.
Kata kunci: semi bendungan terapung, PLTAS
ii
Darmaji, 2017. Efficiency Application of Semi Floating Dams To Increase River
kinetic power of water as a Power Source for Floating PLTAS.
Thesis, Department of Mathematics Education, Faculty of
Mathematics and Science Teacher Training, Institute Islamic
Institute State of Palangka Raya
ABSTRACT
This research originated from the electrical energy needs of remote
communities not reached by the state electricity grid. Central Kalimantan is one of
the provinces where most of the country has not reached the country's electricity
grid, because of the difficult terrain that must be passed. Though the area has
rivers that have the potential as a source of energy.
This study aims to (1) find out the magnitude of the increase in water
velocity generated by semi floating dams at each depth variation. (2) to know how
much water kinetic efficiency produced by semi floating dam at each depth
variation (3) to know the effect of depth variation on the increase of water flow
velocity and efficiency of floating dams.
This research uses experimental method, which is doing the measurement
directly in the field. The variation used in this research is by varying into the
settling bar in 3 depth variations.
The results showed that (1) the increase in the velocity of the largest water
flow occurred at the 3rd depth of 0.302 m / s. (2) the greatest efficiency that
occurred occurred in the 3rd depth that is equal to 29,38%. (3) the depth has an
effect on increasing the velocity of the water current and the great efficiency that
it produces.
Keyword: semi floating dams
iii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena rahmat, taufik
dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyeselesaikan skripsi yang berjudul
Efisiensi Penerapan Semi Bendungan Terapung Guna Meningkatkan Daya
Air Aliran Sungai sebagai Sumber Tenaga Penggerak Kincir PLTAS
Terapung sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pendidikan
(S.Pd). Sholawat serta salam semoga tetap dilimpahkan oleh Allah ‘Azza wa Jalla
kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabat-
sahabat beliau yang telah memberikan jalan bagi seluruh alam.
Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas
dari bimbingan, motivasi serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu
dengan segala kerendahan hati mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang
setinggi-tingginya kepada:
1. Bapak Dr. Ibnu Elmi A.S Pelu, SH, MH Rektor Institut Agama Islam Negeri
(IAIN) Palangka Raya.
2. Bapak Drs. Fahmi, M.Pd Dekan Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan
Institut Agama Islam Negeri Palangka Raya yang telah memberikan izin
untuk melaksanakan penelitian.
3. Ibu Dra. Hj. Rodhatul Jennah, M.Pd Wakil Dekan Bidang Akademik
Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah
membantu dalam proses persetujuan dan munaqasyah skripsi.
iv
4. Ibu Sri Fatmawati, M.Pd Ketua Jurusan Pendidikan MIPA Fakultas
Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah membantu
proses persetujuan dan munaqasyah skripsi serta memberi motivasi sehingga
dapat menyelesaikan skripsi ini.
5. Suhartono, M.Pd., Si. Ketua Program Studi Tadris Fisika dan juga selaku
Pembimbing I yang selama masa perkuliahan saya bersedia meluangkan
waktunya untuk memberikan bimbingan, pengarahan, nasehat-nasehat serta
motivasi sehingga skripsi ini dapat diselesaikan sesuai yang diharapkan.
6. Hadma Yuliani, M.Pd,M.Si selaku pembimbing II yang telah membantu dan
juga bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan,
sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.
7. Bapak Arif Romadhoni, S.Si pengelola Laboratorium Fisika Fakultas
Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah berkenan
memberikan izin peminjaman alat laboratorium untuk melaksanakan
penelitian.
8. Teman-teman dan sahabatku seperjuangan Program Studi Pendidikan Fisika
angkatan 2010, serta kakak tingkat angkatan 2008 terimakasih atas
kebersamaan yang telah terjalin selama ini, terimakasih pula atas dukungan
dan bantuannya, kalian adalah orang-orang luar biasa yang telah mewarnai
dan mengisi bagian perjalanan hidupku.
9. Semua pihak yang berkaitan yang tidak dapat disebutkan satu persatu,
semoga amal baik yang bapak, ibu, dan rekan-rekan berikan kepada penulis
mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT.
v
Penulis menyadari masih banyak keterbatasan dan kekurangan dalam
penulisan skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya
membangun sangat diharapkan. Semoga hasil penelitian ini dapat
memberikan manfaat dan kontribusi bagi pengembangan ilmu pengetahuan
di masa depan. Amin Yaa Rabbal‘alamin.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Palangka Raya,1 Nopember 2017
Penulis,
DARMAJI
NIM. 100 113 0207
vi
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ..................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................... iii
DAFTAR ISI .................................................................................................. vi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... ix
DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... x
DAFTAR BAGAN ......................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. ... xii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
A. Latar Belakang .................................................................................... 1
B. RumusanMasalah ................................................................................. 5
C. Batasan Masalah................................................................................... 5
D. Tujuan Penelitian ................................................................................. 6
E. Manfaat Penelitian .............................................................................. 7
F. Definisi Operasional ............................................................................ 8
G. Sistematika Penulisan........................................................................... 9
BAB II KAJIAN PUSTAKA ......................................................................... 11
A. Kajian Teoritik ..................................................................................... 11
1. Penelitian Terdahulu ..................................................................... 11
2. Tafsir Ayat Al-Qur’an Mengenai Air............................................ 14
3. Fluida ............................................................................................. 15
4. Berat Semu dalam Fluida .............................................................. 16
5. Pengapungan dan Prinsip Archimedes .......................................... 17
6. Dinamika Fluida ............................................................................ 19
7. Kerangka berpikir................................................................................. 25
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 28
A. Rencana Pelaksanaan penelitian .......................................................... 28
B. Variabel penelitian ............................................................................... 28
vii
C. Tempat dan waktu penelitian ............................................................... 30
D. Perencanaan pembuatan prototipe........................................................ 30
E. Teknik pengumpulan data .................................................................... 38
F. Teknik analisis data .............................................................................. 41
G. kesimpulan ........................................................................................... 41
BAB IV HASIL PENELITIAN ..................................................................... 42
A. proses pengambilan data ...................................................................... 42
B. data hasil pengukuran di lapangan ....................................................... 46
C. Analisis data lapangan.......................................................................... 48
D. pembahasan .......................................................................................... 54
E. Kendala Penelitian ............................................................................... 59
BAB IV HASIL PENELITIAN ..................................................................... 60
A. Kesimpulan .......................................................................................... 60
B. Saran .................................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 62
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Perencanaan Penelitian ........................................................ 27
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Sungai .......................... 50
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat
Semi Bendangan Terapung Pada Kedalaman Ke 1 .............................. 50
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat
Semi Bendangan Terapung Pada Kedalaman Ke 1.............................. 51
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat
Semi Bendangan Terapung Pada Kedalaman Ke 1.............................. 51
Tabel 4.5 Rata-Rata Kecepatan Arus Air Di Pintu Pesat Semi
Bendungan Terapung ........................................................................... 51
Tabel 4.6 Hasil Analisis Perubahan Kecepatan Air yang
Dihasilkan Pintu Masuk Semi Bendungan Terapung .......................... 68
Tabel 4.7 Hasil Analisis Perubahan Kecepatan Air Berdasarkan
Prinsip Kontinuitas ............................................................................... 68
Tabel 4.8 efisiensi semi bendungan terapung ..................................... 68
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 kondisi sungai kahayan .................................................... .4
Gambar 1.2 kondisi sungai besar di kalimantan tengah ....................... .4
Gambar 2.1 berat nyata dan semu ........................................................ 16
Gambar 2.2 gaya apung........................................................................ 15
Gambar 2.3 bentuk aliran air ................................................................ 18
Gambar 2.5 bentuk aliran asapp rokok ................................................ 20
Gambar 2.6 Fluida inkompresibel yang mengalir dalam pipa dengan
luas penampang yang berubah-ubah .................................................... 20
Gambar 3.1 rancangan prototipe semi bendungan terapung Tampak
Atas ....................................................................................................... 33
Gambar 3.2 rancangan prototipe semi bendungan terapung tampak
samping ................................................................................................ 34
Gambar 3.3 miniatur prototipe Semi Bendungan Terapung .............. 35
Gambar 3.4 rancangan semi bendungan terapung tampak depan ........ 35
Gambar 3.5 rancangan semi bendungan terapung tampak samping .... 36
Gambar 3.6 prototipe semi bendungan terapung ................................. 39
Gambar 3.7 tali tambang ...................................................................... 39
Gambar 3.8 kayu bulat ......................................................................... 39
Gambar 3.9 meteran ............................................................................. 39
Gambar 3.10 anemometer. ................................................................... 40
Gambar 4.1 sterilisasi daerah pemasangan .......................................... 42
Gambar 4.2 pembuatan pijakan............................................................ 43
Gambar 4.3 pengukuran kecepatan arus sungai ................................... 44
Gambar 4.4 pemasangan semi bendungan terapung ............................ 44
Gambar 4.5 pengukuran kedalaman pintu masuk semi bendungan
terapung ................................................................................................ 45
Gambar 4.6 pengukuran kedalaman pintu masuk semi bendungan
terapung ................................................................................................ 45
Gambar 4.7 pengukuran kecepatan arus air pintu pesat semi
bendungan terapung ............................................................................. 46
Gambar 4.8 garis alir ............................................................................ 56
x
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Perubahan Kecepatan Aliran Air ....................................... 65
Grafik 4.4 efisiensi semi bendungan terapung ..................................... 58
xi
DAFTAR BAGAN
Bagan 2.1 kerangka berpikir ...............................................................26
Bagan 3.1 langkah perencanaan pembuatan prototipe semi
benduingan terapung ............................................................................ 30
xii
DAFTAR LAMPIRAN
A. Lampiran 1 data hasil pengukuran di lapangan.................................... 64
B. Lampiran 2 Konversi Satuan ................................................................ 65
C. Lampiran 3 dokumentasi penelitian ..................................................... 68
D. Lampiran 4 administrasi ....................................................................... 69
E. Lampiran 5 daftar riwayat hidup .......................................................... 70