Analisa Konsentrasi Larutan Garam dan Beban Pendinginan Pada Mesin Pembuat Es Balok Berbasis Energi Terbarukan dan Listrik PLN Dengan Sistem Smart Microgrid

Abstract

Mesin pembuat es balok dibuat dalam rangka memenuhi kebutuhan nelayan, terutama di daerah terpencil yang bukan hanya terkendala oleh ketersediaan listrik yang kontinyu, akan tetapi juga terkendala oleh ketersediaan bahan bakar bensin maupun solar yang umum digunakan sebagai pembangkit listrik skala kecil. Sistem smart microgrid yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah sistem hibrida berbasis panel surya, biobased diesel engine yang berbahan bakar hayati baik minyak nabati maupun gasifikasi biomassa yang berasal dari tanaman lokal maupun sampah hayati dan listrik PLN. Perancangan dari penelitian ini dilakukan di Institut Teknologi Bandung dan implementasinya dilaksanakan di Kecamatan Karimunjawa, Kabupaten Jepara, Jawa Tengah. Rancangan sistem smart microgrid menggunakan panel surya berkapasitas 5 kWp, generator biobased diesel engine kapasitas 4 kW, bi-directional inverter kapasitas 5 kW, baterai 100 Ah/12 V berjumlah 16 buah dan listrik PLN 1400 W. Generator biobased diesel engine menggunakan bahan bakar minyak diesel B-20, minyak kelapa dan minyak nyamplung. Mesin pembuat es  terdiri dari berbagai  bagian seperti kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, pompa, tangki pendingin, cetakan es, chain hoist. Refrigeran yang digunakan dalam model prototipe ini adalah R-290. Larutan garam yang digunakan adalah campuran NaCl dan air. Pada tangki produksi es direncanakan menggunakan baffle untuk meningkatkan kinerja mesin pembuat es balok. Larutan garam NaCl 20% dapat digunakan dalam proses pembuatan es balok sedangkan larutan garam NaCl 15% tidak bisa digunakan karena terjadinya kekurangan konsentrasi garam yang menyebabkan terbentuknya bunga es di evaporator. Sistem smart microgrid pada pengujian siang hari mendung mampu menyuplai kebutuhan daya beban dari energi surya, baterai dan listrik PLN dengan efisiensi inverter 59,23%. Pada pengujian mesin pembuat es balok untuk satu siklus produksi es balok dengan kondisi awal larutan garam bertemperatur lingkungan didapatkan waktu produksi 52 jam sedangkan larutan garam bertemperatur rendah waktu produksi 20 – 21,5 jam. Mesin pembuat es balok mempunyai COP refrigerasi 1,66 – 2,59 dan COP sistem 1,05 - 1,57.