Upload
zamzami-tirta-aji
View
205
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR – LS 1336
PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU
DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI
KAPAL TANKER
FARIT FAUZI NRP 4205 100 005 Dosen Pembimbing Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. Muh. Badrus Zaman, ST. MT. JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009
84
TUGAS AKHIR – LS 1336
PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU
DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI
KAPAL TANKER
FARIT FAUZI NRP 4205 100 005 Dosen Pembimbing Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. Muh. Badrus Zaman, ST. MT. JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009
FINAL PROJECT – LS 1336
THE APPLICATION OF SOLAR POWER PLANT
FOR LIGHTING SYSTEM ON TANKER
FARIT FAUZI NRP 4205 100 005 Advisor Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. Muh. Badrus Zaman, ST. MT. DEPARTMENT OF MARINE ENGINEERING Faculty of Ocean Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009
iii
LEMBAR PENGESAHAN
PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI
KAPAL TANKER
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada
Program S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh : FARIT FAUZI 4205 100 005
Disetujui Oleh Pembimbing Tugas Akhir :
1. Ir. Sardono Sarwito, M.Sc ...............(Pembimbing I)
2. Muh. Badrus Zaman, ST, MT …..…...(Pembimbing II)
Surabaya Juli, 2009
iv
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
v
LEMBAR PENGESAHAN
PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI
KAPAL TANKER
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada
Program S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh : FARIT FAUZI 4205 100 005
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS :
Ir.Alam Baheramsyah, M.Sc ............................
Surabaya Juli, 2009
vi
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
vii
PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI
KAPAL TANKER
Nama Mahasiswa : Farit Fauzi. NRP : 4205 100 005. Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan. Dosen Pembimbing : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. M. Badrus Zaman, ST, MT. abstrak
Sel surya menjadi salah satu energy alternative untuk
mengatasi adanya krisis energy terutama menipisnya
ketersediaan minyak bumi dunia. Dalam tugas akhir ini,
dilakukan analisis pemanfaatan sel surya sebagai catu daya
system penerangan kapal dikapal tanker MT.GEBANG
PERTAMINA 8002 milik PT.PERTAMINA. Berdasarkan
perhitungan data kapal diperoleh sejumlah 220 solar modul yang
terpasang untuk menyuplai 84 battery dengan menghasilkan daya
29.988 VA. Daya tersebut digunakan untuk mengatasi beban
pada panel L1-L5 sebesar 21.255 VA dari total beban 86.865 VA
dengan waktu pemakaian 12 jam (18.00-06.00). Sehingga
pemasangan solar sistem dapat menghemat energi sebesar 34,5%
dari total beban penerangan.
Kata kunci: sel surya, penerangan, tanker.
viii
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
ix
THE APPLICATION OF SOLAR POWER PLANT FOR LIGHTING SYSTEM ON TANKER
Name : Farit Fauzi. NRP : 4205 100 005. Departement : Marine Engineering. Advisor : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. M. Badrus Zaman, ST, MT. abstract
Solar cell become alternative to solve krisis energy
especially petroleum. In this Final Project, analyse usefull solar
cell for supplying energy to lighting system MT. GEBANG
PERTAMINA 8002 by PT. PERTAMINA. This analysis have
purpose to design supply system , 220 solar moduls and 84
batteries which produce 29.988 VA to solve 21.255 VA in L1-L5
panels from 86.965 VA use 12 hours (18.00-06.00). So the solar
system on it can decrease energy 34,5% of total lighting load.
keyword: solar cell, lighting, tanker.
x
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
xi
KATA PENGANTAR
Rasa syukur Saya panjatkan kepada Allah SWT. Yang
telah memberikan rahmat iman, islam, ihsan dan nikmat
kesehatan jasmani-rohani, sehingga Saya dengan berbagai nikmat
tersebut dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Dalam Tugas Akhir ini Saya mengambil judul
“PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU
DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI
KAPAL TANKER”.
Dengan menganalisis sisi teknis yang berhubungan dengan
pemanfaatan sel surya sebagai catu daya peralatan
penerangan kapal di kapal tanker MT. GEBANG
PERTAMINA 8002 milik PT. PERTAMINA.
Saya sangat berharap pada hasil penyusunan Tugas Akhir
ini adanya koreksi dan saran karena saya merasa Tugas Akhir ini
banyak kekurangan sehingga untuk penulisan berikutnya dapat
diperbaharui.
Do’a saya semoga bimbingan yang telah diberikan oleh
Bapak-Bapak Dosen memberikan manfaat ilmunya untuk
kemaslahatan masyarakat. amin
Penulis,
Surabaya, Juni 2009
xii
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
xiii
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan penuh keikhlasan, kesungguhan dan kerendahan
hati, maka penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Bapak Alam Baheramsyah MSc, selaku Ketua Jurusan
Teknik Sistem Perkapalan
2. Bapak Ir. Sardono Sarwito, M.Sc selaku dosen wali
sekaligus dosen pembimbing yang telah meluangkan
waktu untuk membantu dalam memberikan petunjuk
didalam penyusunan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Muh. Badrus Zaman, ST, MT selaku dosen
pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk
membantu dalam memberikan petunjuk didalam
penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Bapak dan Ibu tercinta (Alm), dan semua keluarga terima
kasih atas kasih sayangnya, yang selalu memberikan
dukungan material dan spritual, dengan do’a-do’anya,
keikhlasannya selama ini yang selalu menjadi semangat
penulis dalam menyelesaikan kuliah dan Tugas Akhir ini
5. PT. PERTAMINA PERKAPALAN yang telah membantu
memberikan data penunjang Tugas Akhir ini.
6. Teman-teman Magneeforce 2005, 2004,dan 2003 marine
engineering FTK-ITS.
7. Teman-teman Laboratorium Desain, RBC, Safety dan
semua pihak yang tidak saya sebutkan satu persatu terima
kasih atas dukungan moril maupun spirituilnya sehingga
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang
banyak membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
Surabaya, Juni 2009
Penulis
xiv
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
xv
DAFTAR ISI
Halaman Judul………………………………………… i
Lembar Pengesahan………………………….………… iii
Abstrak………………………………………………… vii
Abstract……………………………………………….. ix
Kata Pengantar………………………………………… xi
Daftar Isi………………………………………………. xv
Daftar Gambar………………………………………… xix
Daftar Tabel…………………………………………… xxi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang………………………………….….….… 1
1.2 Perumusan Masalah…………………………………….. 3
1.3 Tujuan Penulisan ……………………………….….……. 3
1.4 Manfaat Penulisan……………………………….……… 4
1.5 Batasan Masalah………………………………………... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kapal Tanker……………………………...………...…. 5
2.1.1 Aturan-aturan umum tentang kapal Tanker……….. 5
2.1.1.1 Sistem supply servis kapal………………………. 6
2.1.1.2 Distribusi dan supply daya………………………. 6
2.1.2 Ruangan atau daerah berbahaya…………………… 7
2.2 Listrik kapal………………………………………….…... 13
2.2.1 Umum……………………………………………… 13
2.2.2 Switch Board……………………………….………. 16
2.2.2.1 Switch board di kapal………………….….………. 17
2.2.2.1.1 Susunan switch board di kapal……….………… 17
2.2.2.1.2 Penerapan switch board di kapal…….…………. 18
2.2.2.2 Emergency switch board di kapal……………….. 18
2.2.3 Kabel listrik di kapal………………………………. 19
2.2.3.1 Pemilihan kabel…………………………..……….. 20
2.2.3.1.1 Kondisi pada daerah terbuka dan tertutup….…... 21
xvi
2.2.3.1.2 Kondisi yang berkaitan dengan temperature…... 22
2.2.3.1.3 Kondisi pada lingkungan
korosif dan elektrolit……………………… 23
2.2.3.1.4 Kondisi pada daerah uap air,
asam dan minyak..................................... 23
2.2.4 Perhitungan penerangan di kapal……….……… 28
2.2.4.1 Umum…………………………………..……… 28
2.2.4.2 Analisis perhitungan penerangan di kapal…... 33
2.2.5 Analisis perhitungan dan pemilihan
kapasitas generator………………………….. 34
2.2.5.1 Macam-macam kondisi operasi……………… 35
2.2.5.2 Load factor peralatan……………………....… 37
2.2.5.3 Diversity factor…………………………….….. 37
2.2.6 Perhitungan kebutuhan daya listrik………….… 38
2.2.7 Wiring diagram……………………………….…. 40
2.3 Energi matahari……………………………………… 41
2.4 Komponen energy surya fotovoltaik………………… 45
2.4.1 Sel surya………………………………………… 45
2.4.1.1 Prinsip kerja sel surya fotovoltaik……………. 45
2.4.1.2 Sistem tenaga surya fotovoltaik
untuk penerangan…………….……………... 48
2.4.1.3 Kapasitas battery…………………………….…. 49
2.4.1.4 Kapasitas fotovoltaik yang dibutuhkan…….…. 50
2.4.1.5 Kinerja sel surya……………………….………. 51
2.4.1.6 Aplikasi sel surya di bidang kelautan………… 52
2.4.2 Unversal charge control………………….………. 53
2.4.3 Inverter…………………………………………... 53
2.4.4 Battery………………………………………….... 56
2.4.4.1 Cara kerja battery……………………………… 56
2.4.4.2 Battery basah……………………………….….. 59
2.4.4.3 Battery kering……………………………..……. 60
2.4.4.4 Aturan-aturan klas tentang battery………….… 62
BAB III METODOLOGI 3.1 Umum………………………………………………… 63
xvii
3.1.1 Studi literatur.................................................... 65
3.1.2 Analisis kebutuhan daya……………………….. 65
3.1.3 Perancangan sistem solar cell............................ 65
3.1.4 Perancangan sistem battery............................... 65
3.1.5 Penempatan solar cell………………………..… 66
3.1.6 Wiring diagram sistem penerangan..................... 66
3.1.7 Analisis penghematan bahan bakar.................... 66
3.1.8 Kesimpulan…………………………………….… 66
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data kapal tanker………………………………………. 67
4.2 Analisist kebutuhan daya penerangan…………………. 67
4.3 Pemilihan dan perancangan system Solar cell………… 69
4.4 Penentuan charger control battery………………….. 72 4.5 Perancangan sistem battery…………………………. 73
4.6 Inverter………………………………………………. 76
4.7 Wiring diagram penerangan………………………… 81 4.8 Analisis penghematan energy………………………. 84
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan………………………………………….. 85
5.2 Saran…………………….…………………………… 86
DAFTAR PUSTAKA………………………………. 87
BIODATA PENULIS………………………………. LAMPIRAN…………………………………………
xviii
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
xix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Sistem Kelistrikan Kapal………........ 15
Gambar 2.2 Sudut pejal atau steradian………………….. 29
Gambar 2.3 Tipe-tipe distribusi penerangan lampu…….. 30
Gambar 2.4 Diagram pemanfaatan
energy sinar matahari……………………. 43
Gambar 2.5 Persentase pemanfaatan sinar matahari…… 44
Gambar 2.6 Prinsip kerja sel fotovoltaik…………………. 46
Gambar 2.7 Sel surya dan modul sel surya………………. 47
Gambar 2.8 Prinsip kerja sel surya……………………….. 48
Gambar 2.9 Sistematika sel surya
sebagai pembangkit listrik……………….. 48
Gambar 2.10 Diagram blok system solar modul………… 49
Gambar 2.11 Solar boat…………………………..………. 52
Gambar 2.12 Sel surya pada kapal supertanker………… 53
Gambar 2.18 Skema sederhana Inverter…………………. 54
Gambar 2.19 Perbandingan bentuk-bentuk
gelombang AC…………………………… 55
Gambar 3.1 Flowchart metodologi Tugas Akhir…………. 64
Gambar 4.1 Penempatan solar modul di top deck……….. 72
Gambar 4.2 Dimensi radio room………………………….. 74
Gambar 4.3 Navigation deck……………………………… 75
Gambar 4.4 Ruangan untuk system battery solar modul… 76
Gambar 4.5 General Arrangement
MT. GEBANG PERTAMINA………………… 80
Gambar 4.6 Wiring diagram solar modul………………….. 81
Gambar 4.7 Wiring diagram awal…………………………. 82
Gambar 4.8 Instalasi solar system………………………… 83
xx
”Halaman ini sengaja dikosongkan”
xxi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan garam air laut
dengan kandungan garam 3,5 %……………… 23
Table 2.2 Data kebutuhan beban………………………..…. 49
Table 2.3 Switching transistor dalam inverter…………… 54
Tabel 4.1 Perhitungan kebutuhan
daya penerangan kapal………………….…….. 68
Table 4.2 Pembagian komponen
kebutuhan daya penerangan kapal……………. 68
Table 4.3 Kebutuhan daya yang harus disuply…….……… 69
Tabel 4.4 Spesifikasi beberapa solar cell................................. 77
Table 4.5 Kebutuhan modul…………………………........... 78
Table 4.6 Penentuan control charger……………………… 78
Table 4.7 Pemilihan Battery………………..………………. 79
xxii
”Halaman ini sengaja dikosongkan”