BAGIAN UTAMA

5/12/2018 BAGIAN UTAMA - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bagian-utama-55a4d7ee40474 1/16

A.JUDUL PROGRAM

PEMANFAATAN LIMBAH COMPACT DISK (CD) MENJADI

KOMPONEN BLADE TURBIN TESLA SEBAGAI MESIN

PEMBANGKIT LISTRIK TERBARUKAN DAN RAMAH

LINGKUNGAN

B. LATAR BELAKANG MASALAH

Compact Disk (CD) yang sering kita pakai tentunya hanya bisa kita

gunakan sekali saja, karena CD tersebut merupakan jenis writeable yang tidak

bisa digunakan lagi ketika telah terpakai. Pemakaian CD terus meningkat

sekitar 10% pertahunnya dengan pemesanan sekitar 12 milyar pertahun dan 25%

diantaranya tidak termanfaatkan. Belum banyak upaya yang telah dilakukan untuk

memanfaatkan limbah CD, pemanfaatannya baru terbatas sebagai kerajinan

tangan saja, padahal dari sisi teknologi CD bekas masih memiliki potensi,

mengingat dimensinya yang presisi dan seragam.

Turbin tesla merupakan suatu mesin yang merubah energi fluida menjadi

energi mekanik dengan menggunakan blade yang berupa piringan bulat seperti

CD yang disusun bertumpuk pada satu sumbu poros dengan celah tertentu.

Menutut penelitian yang telah dilakukan turbin tesla memiliki nilai efisiensi

sebesar 60% (Allan, Sterling D. 2007) . Selama ini, turbin tesla banyak diterapkan

pada turbin uap yang digunakan sebagai penggerak generator. Kendala yang

dihadapi dalam pembuatan turbin tesla adalah bagaimana membuat blade yang

benar-benar bulat dan presisi, hal inilah yang menyebabkan biaya produksinya

menjadi tinggi.

CD memiliki keseragaman, kebulatan dan kepresisian yang baik karena

CD beroperasi pada putaran tinggi, sehingga sangat cocok digunakan sebagai

blade atau piringan turbin tesla khususnya turbin berdaya kecil.Turbin tesla saat ini umumnya digunakan pada aplikasi turbin uap yang

dilengkapi dengan boiler atau ketel uap sehingga membutuhkan bahan bakar dan

menghasilkan emisi gas buang. Belum banyak penelitian yang menerapkan turbin

tesla pada aplikasi pembangkit energi yang terbarukan dan ramah lingkungan.

1



C. PERUMUSAN MASALAH

Bagaimana caranya memanfaatkan limbah CD agar dapat menjadi turbin

tesla yang dapat diaplikasikan sebagai mesin pembangkit listrik yang terbarukan

dan ramah lingkungan.

Permasalahan lainnya adalah menentukan lebar celah optimum diantara

piringan CD yang tersusun sebagai blade turbin tesla dengan memperhitungkan

kondisi viskositas fluida air dan luas penampang permukaan piringan CD

sehingga bisa didapat daya dan efisiensi yang optimal.

D. TUJUAN PROGRAM

Tujuan dari program ini adalah merancang dan membuat turbin tesla

dengan memanfaatkan limbah compact disk (CD) yang dapat diaplikasikan

sebagai alternatif pembangkit listrik tenaga air yang terbarukan dan ramah

lingkungan.

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan adalah dapat terciptanya sebuah model

pembangkit listrik tenaga air dengan kontruksi turbin tesla yang dapat

menghasilkan energi listrik dan diharapkan bisa menjadi dasar konsep

pengembangan untuk pembangkit listrik tenaga air dengan skala yang lebih besar.

F. KEGUNAAN PROGRAM

Dengan pengembangan lebih lanjut diharapkan turbin tesla dapat menjadi

alternatif konstruksi pada pembangkit listrik skala kecil (Pikohidro) yang berguna

sebagai penghasil sumber energi listrik dengan harga murah bagi daerah-daerah

tertinggal di indonesia.

G. TINJAUAN PUSTAKA

Turbin Tesla merupakan salah satu turbin yang memanfaatkan energi

fluida dan viskositas fluida untuk menggerakkan turbin. Konsep turbin Tesla

ditemukan pertama kali oleh Nikola Tesla. Nikola Tesla lahir pada tanggal 9 Juli

1856, di Smitjan, Kroasia.

Turbin tesla pertama kali dibuat pada tahun 1906 oleh Julius C. Czito,

menggunakan 8 buah piringan yang berdiameter 15,2 cm dengan berat kurang

dari 4,5 kg dapat membangkitkan daya sebesar 30 Hp dengan putaran maksimum

mencapai 35.000 rpm. Pada tahun 1910 Czito dan Tesla membuat model yang

lebih besar dengan piringan berdiameter 30,5 cm. Putarannya hanya mencapai10.000 rpm dan menghasilkan daya sebesar 100 Hp. Lalu pada tahun 1911 mereka

1



membuat model dengan diameter piringan sebesar 24,8 cm, putarannya berkurang

menjadi 9.000 rpm tetapi daya yang dihasilkan malah semakin besar yakni sebesar

110 Hp.

Dengan kesuksesan tersebut, Tesla berhasil membuat unit ganda yang

lebih besar dan dicoba untuk diterapkan menggunakan uap sebagai

penggeraknya,dengan diameter piringan sebesar 45,7 cm. Selama masa percobaan

turbin tesla tersebut mampu mencapai putaran 9.000 rpm dan menghasilkan daya

sebesar 200 Hp.

Pada tahun 2006 turbin tesla telah dikembangkan oleh Allan Park

yang berkebangsaan Amerika mengunakan udara bertekanan yang menggunakan

piringan hard disk berjumlah 11 keping dengan celah sebesar 0,05 inchi mampumencapai putaran 15.000 rpm dengan torsi rendah.

2

Inlet SteamOutlet Steam Piringan TurbinPorosCasing Turbin

Gambar 1. Turbin Tesla sebagai turbin uap pertama dibuat

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&u=http://en.wikipedia.org/wiki/File:TeslaTurbineOriginal.png&rurl=translate.google.co.id&usg=ALkJrhjuX8cYW2foIOcWLbFIHhipUVyyNA



Tenaga penggerak turbin tesla selama ini hanya menggunakan fluida gas

dan udara bertekanan. Belum ada penelitian yang mengembangkan turbin tesla

sebagai turbin air. Padahal air memiliki potensi yang jauh lebih besar dari uap

atau udara karena massa jenis air adalah 1000 kali dari massa jenis udara. Selainitu sumber daya air sangat potensial dan lebih banyak digunakan oleh masyarakat.

H. METODA PELAKSANAAN PROGRAM

Metoda pelaksanaan program ini terdiri dari beberapa tahap. Mulai

dari tahap identifikasi hingga tahap pembuatan laporan akhir yang harus

dilakukan berurutan. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada Gambar 3.

1

Gambar 2. Turbin Tesla menggunakan udara bertekanan



IDENTIFIKASI

KEBUTUHAN

PERCOBAAN

WAWANCARA

PERANCANGAN

PEMBUATAN

ATAU

PEMBELIAN

KOMPONEN

PENGUJIAN

ANALISIS

OK ??

KESIMPULANLAPORAN

YES NO

MULAI

SELESAI

KONSEP DESAIN

PERHITUNGAN

GAMBAR KERJA

PERAKITAN

1. Pengumpulan Data

a. Studi Literatur

Melakukan pencarian data-data yang diperlukan dari buku literatur

tentang turbin air dan mekanika fluida sebagai pendekatan konsep, yang

sebagian besar didapatkan dari studi pustaka dan juga dari halaman website di

internet.

b. Identifikasi kebutuhan

Berdasarkan dari referensi yang didapatkan, untuk mendapatkan daya

listrik yang optimum beberapa parameter yang harus ditentukan adalah celah

2

Gambar 3. Diagram alir dari sistem pelaksanaan program



antar turbin, jumlah dan diameter blade, dan juga pengaturan inlet nozzle dan

outlet nozzle

1. Perancangan

a. Desain KonsepUntuk mendapatkan head dan debit air, pada rancangan alat ini akan

digunakan sebuah pompa, hal ini dilakukan agar pengujian bisa dilakukan

kapanpun tanpa terganggu oleh sumber air dan cuaca. Pompa akan mengalirkan

sejumlah fluida air, dengan debit dan head tertentu yang nanti akan disalurkan

melalui pipa. Dari debit dan head tersebut akan menghasilkan energi potensial.

Energi potensial tersebut kemudian menuju turbin tesla yang kemudian

merubahnya menjadi energi mekanik akibat viskositas dan gaya adhesi air

terhadap piringan turbin (gambar 6).

Energi mekanik ini akan dirubah menjadi energi poros dan memutarkan

generator, sehingga bisa menghasilkan energi listrik. Air yang telah digunakan

sebelumnnya akan ditampung kedalam bak untuk digunakan kembali.

Berikut adalah diagram proses dari mekanisme pembangkit listrik tenaga air

menggunakan turbin tesla.

2Gambar 4. Diagram Instalasi model turbin tesla sebagai turbin air

Gambar 6. Sketsa timbulnya gaya oleh air pada celah turbin



Alternator Turbin TeslaPompa Bak Penampungan a

b. Perhitungan

Perhitungan yang dilakukan untuk menentukan lebar celah

optimum yang dapat digunakan untuk turbin tesla dengan memperhitungkan

viskositas fluida dan luas penampang blade turbin sehingga bisa didapat torsi

yang maksimal dengan menggunakan persamaan Efek Lapisan Batas dan

Bilangan Reynolds.

2

NoselPompa

Gambar 5. Desain konsep turbin Tesla

Tumpukan Piringan Turbin

Poros



Turbin Tesla

RangkaPemipaan

Kontrol &Kelistrikan

1. Pembuatan Model / Prototipe

a. Pembuatan dan pembelian komponen

Komponen yang diperlukan berupa komponen penunjang dan

komponen utama. Komponen penunjang berupa pompa dan alternator yang

berupa komponen standar yang terdapat dipasaran maka dilakukan pembelian,

sedangkan untuk komponen utama turbin tesla yang tidak terdapat dipasaran

maka komponen itu dibuat sesuai dengan kebutuhan yang telah direncanakan.

b. Perakitan

Semua komponen yang telah dibeli maupun dibuat selanjutnya akan

dirakit sesuai dengan gambar susunan yang telah dibuat.

1. Pengujian

Pengujian dilakukan untuk mengetahui daya yang bisa dihasilkan oleh

turbin tersebut, dengan kondisi celah antar piringan dan sudut nosel yang

dijadikan variabel

2. Analisa dan Evaluasi

Tahap ini dilakukan untuk mengevaluasi dan mendapatkan suatu kesimpulan

besarnya daya yang dihasilkan dan efisiensi turbin.

3. Perbaikan dan Penyempurnaan

Perbaikan dan penyempurnaan dilakukan berdasarkan hasil

pengujian. Tujuannya adalah untuk memperbaiki dan menyempurnakan fungsi

dari sistem sesuai dengan spesifikasi awal yang dibutuhkan.

1

Gambar 7. Diagram tahap pembuatan



4. Pembuatan Laporan

Tahap ini dilakukan bersamaan dengan tahap-tahap yang lainnya.

Pembuatan laporan ini merupakan laporan dari mesin yang telah dibuat,

dimana didalamnya berisi hasil perancangan dan analisa sistem.

1



A. JADWAL KEGIATAN PROGRAM

Tabel 1. Jadwal kegiatan pelaksanaan program

Kegiatan Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 51 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. Pengumpulan data

Studi literatur

Identifikasi kebutuhan

2. Perancangan

Desain konsep

Perhitungan

Pembuatan gambar

kerja

3. Pembeliankomponen

4. Pembuatan

komponen

Pembuatan casing

turbin

Pembuatan intalasi

turbin

5. Perakitan

komponen

6. Pengujian /Eksperimen

7. Analisis

8. Laporan

A. RANCANGAN BIAYA

Tabel 2. Biaya Bahan Habis Pakai

Nama Komponen Jumlah Satuan Harga satuan (Rp) Total (Rp)

Seal 5 buah 5.000 25.000

Acrylic 1 Meter 110.000 110.000Solatipe 3 Buah 3000 9000

Tie lock 1 Set 20.000 20.000

Selang 3 Meter 7.000 21.000

Lem kaca 3 Paket 20.000 60.000

Compact disc 200 Buah 3000 600.000

Plat siku 6 meter 10.000 60.000

Seal kertas 3 buah 5.000 5.000

Lampu pijar 5 buah 2.000 10.000

Kabel listrik tembaga 10 meter 3000 30.000

Tickblok 1 meter 25.000 25.000Pipa PVC 1 lente 50.000 50.000

1



JUMLAH 1.025.000

Tabel 3. Biaya Bahan Penunjang

Nama Komponen Jumlah Satuan Harga satuan (Rp) Total(Rp)

Pompa 1 unit 3.500.000 3.500.000

Bearing 2 unit 100.000 200.000

Katup 3 unit 50.000 150.000

Baut dan mur 30 pasang 2.000 60.000

Poros 0.5 meter 60.000 60.000

Ring sekat 300 buah 500 150.000

Bak penampungan air 1 buah 300.000 300.000

Divider 2 buah 25.000 50.000

Alternator 1 buah 1.500.000 1.500.000

Battery accu 1 buah 200.000 200.000

Saklar 1 buah 25.000 25.000

Dudukan lampu 5 buah 1.500 7500Sensor magnetik 1 buah 95.000 95.000

Speedo Meter Digital 1 buah 175.000 175.000

Kupling 1 paket 55.000 55.000

Terminal Listrik 1 buah 15.000 15.000

Avo Meter 1 buah 150.000 150.000

Bor tangan 1 unit 650.000 650.000

JUMLAH 7.342.500

Tabel 4. Biaya Perjalanan

Nama Komponen Jumlah Satuan Harga satuan (Rp) Total

Akomodasi 3 orang 125.000 375.000

JUMLAH 375.000

Tabel 5. Biaya Lain-Lain

Nama Komponen Jumlah Satuan Harga satuan (Rp) Total (Rp)

Biaya warnet 20 jam 6000 120.000

Print 50 lembar 500 25.000

Foto copy 200 lembar 150 30.000

Pengelasan 1 pack 150.000 150.000Sewa alat 3 unit 100.000 150.000

Pemotongan acrylic 2 meter 200.000 400.000

Biaya permesinan 3 jam 35.000 105.000

JUMLAH 980.000

Tabel 6. Total Seluruh Biaya

Jenis Biaya Biaya (Rp)

Biaya Bahan Habis Pakai 1.025.000

Biaya Bahan Penunjang PKM-KC 7.342.500

Biaya Perjalanan 375.000Biaya Lain-Lain 980.000

1



JUMLAH 9.722.500

1



DAFTAR PUSTAKA

Diestzel F. 1996.Turbin Pompa dan Kompressor . Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Gerhart, Philip M. 1985. Fundamentals Of Fluid Mechanics. Edisi Kedua.

Massachusetts: Addison Wesley Publishing Company.

Krisna, Vencat., Vikram Reddy., & S Rajeshwer. 2011. Desain Of Tesla Turbine.

http://www.seminarproject.com diakses pada tanggal 10 Oktober 2011.

Munson B.R, Okiishi & T.H, Young D.F. 2004. Mekanika Fluida, Edisi Keempat.

Jakarta: Erlangga.

Moran, Michael J & Howard N. Shapiro. 2007. Fundamentals Of Engineering

Thermodynamics. Edisi Keenam. United States of America: Wiley.

1

http://www.seminarproject.com/

http://www.seminarproject.com/



L. LAMPIRAN

1. Biodata Ketua dan Anggota Serta Dosen Pembimbing

1. Ketua Pelaksana Kegiatan

Nama : Ruslan

Jenis Kelamin : Laki-laki

Tempat/Tgl. Lahir : Tasikmalaya,18 Juli 1990

Status : Mahasiswa

Alamat Rumah : Kp. Unara Rt.05 Rw.02, Desa Kaputihan

Kec. Jatiwaras, Tasikmalaya, 46191

Alamat Sekarang : Kp. Ciwaruga

Jurusan : Teknik Mesin

Program Studi : Teknik Mesin

Ruslan

NIM. 091211025

2. Anggota Pelaksana Kegiatan

Nama : Agung Budianto


Tempat/Tgl. Lahir : Cirebon, 28 Agustus 1991

Status : Mahasiswa

Alamat Rumah : RT.02 RW.01 Desa Kubangdeleg

Kec. Karangwareng Kab. Cirebon 45186



Agung Budianto

NIM. 101211066

1



3. Anggota Pelaksana Kegiatan

Nama : Topan Mustopa Nurdin

Jenis Kelamin : Laki-lakiTempat/Tgl. Lahir : Bandung, 27 April 1991

Status : Mahasiswa

Alamat Rumah : Sarijadi, Cibarunay No. 28 RT.04 RW.06

Bandung, 40151



Topan Mustopa Nurdin

NIM. 091211028

4. Dosen Pembimbing

Nama Lengkap dan Gelar : Budi Triyono , MT.

NIP : 197704092003121001


Tempat/Tgl. Lahir : Bandung, 9 April 1977

Status : Staf Pengajar Politeknik Negeri Bandung

Alamat : Komplek Bumi Citeureup Permai,

Jl.Bina

Lestari No. 10 Citeureup Cimahi

Utara.

Budi Triyono, MT.

NIP. 197704092003121001

1



2. Gambaran Teknologi yang diterapkembangkan

Beberapa teknologi yang akan diterapkembangkan pada karya ilmiah ini

antara lain :1. Teknologi pembangkit listrik tenaga air.

2. Teknologi pengelasan untuk menyambungkan dua buah atau lebih logam.

3. Teknologi permesinan untuk membentuk material sesuai dengan

rancangan.

4. Teknologi cutting laser pada pemotongan acrylic

5. Teknologi turbin tesla

1

Documents

BAGIAN UTAMA