DESAIN KOMPOR ENERGI MATAHARI DENGAN

MENGGUNAKAN MEDIA LENSA AIR SEBAGAI SUMBER

PANAS

Faradilla Novitasari Jurusan Desain Produk Industri, FTSP ITS. Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111,Telp/Fax (031) 5931147

ABSTRAKSI Kompor energi matahari merupakan media atau alat bantu alternatif dalam proses memasak yang digunakan untuk kebutuhan rumah tangga. Kompor energi matahari mulai dilirik oleh pengguna seiring melambungnya harga minyak mentah di seluruh dunia berikut tak terkecuali juga dialami di Indonesia.

Untuk menyelesaikan permasalahan di atas, perlu adanya studi awal dalam menganalisis produk baru sesuai kenyamanan dan daya beli masyarakat. Yang pada tahap selanjutnya timbul suatu desain inovasi baru dengan memperhitungkan kriteria dan standart majemuk dari pengguna dan ibu rumah tangga baik dalam hal memilih serta user friendly dalam penggunaan.

Inovasi untuk memenuhi kebutuhan diatas adalah desain kompor energi matahari yang sesuai dengan konsep ramah lingkungan, murah, dan mudah dalam penggunaan. Adapun desain tersebut adalah berupa kompor energi matahari menggunakan media air sebagai sumber panas sesuai dengan prinsip kerja kaca pembesar (lup) yang kemudian di pantulkan pada sebuah cermin datar dengan menggunakan tenaga manusia.

ABSTRACT Solar energy stove is an alternative media or tool in the cooking process that is used for household needs. as the crude oil prices around the world that also happens in Indonesia, solar energy stove begin be considered by the people that use the fuel oil stove.

To solve the problems above, need an initial studies in the analysis of new products based on convenience and purchasing power. Then, the next steps would result a

new innovative design which consider the compound criteria and standard of users and housewifes on choosing product and user friendly in use.

Innovation to meet the requirements above is a design of solar energy stoves in accordance with the concept of environmentally friendly, inexpensive, and easy to use. The design is a form of solar energy stoves using water media as a heat source in accordance with the working principles of a magnifying glass (loops) which will be reflected on a flat mirror using human power.

KATA KUNCI praktis, easy to use, simple.

PENDAHULUAN

Latar Belakang Indonesia adalah negara yang kaya akan sumber daya alam berupa minyak dan gas bumi. Poduk minyak dan gas bumi dimanfaatkan sebagai bahan bakar berbagai keperluan diantaranya untuk memasak. Dengan makin menipisnya cadangan minyak bumi, maka untuk keperluan memasak minyak tanah yang paling banyak dipakai, dialihkan dengan memakai LPG bersubsidi. Pemakaian LPG sebagai bahan bakar untuk memasak mengalami beberapa problema terutama masalah keamanan. Energy alternatif yang belum dimanfaatkan untuk memasak adalah energy panas matahari yang sangat potensial untuk dimanfaatkan karena Indonesia terletak di garis khatulistiwa. energy matahari mempunyai keuntungan yaitu kita tidak perlu membayar untuk memperolehnya, tetapi mempunyai kelemahan karena tidak konstan intensitasnya. Bila energy matahari dapat dimanfaatkan untuk memasak walaupun sebagai energy pembantu disamping LPG, maka penghematan diperkirakan diantara 30% - 50% (tergantung cuaca). Dihitung secara biaya tiap rumah tangga pada umumnya tidak terlalu besar tetapi pada skala nasional cukup signifikan. Sampai saat ini pemanfaatan energy matahari terbatas pada pemanas air dengan menggunakan kolektor datar yang diletakkan di atas atap. Pemanfaatan energy matahari untuk memasak diperlukan kolektor berbentuk paraboloida. Kendala pemakaian paraboloida tersebut yaitu memasaknya harus diruang luar yang terkena matahari langsung dan berakibat harus mengeluarkan dan memasukan alat masak. Energy panas matahari merupakan sutu energy yang potensial untuk dikelola dan dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energy terutama bai negara – negara yang terletak di daerah garis khatulistiwa termasuk di Indonesia, di mana matahari dapat bersinar sepanjang than, dalam hal ini termasuk Negara Indonesia.Negara Indonesia merupakan Negara beriklim tropis dengan suhu 32 C – 40 C dimana intensitas sinar matahari yang bersinar sepanjang tahun lebih banyak, sehingga energy mataharii dapat digunakan utnuk kompor tenaga matahari. Suhu udara rata – rata tinggi, karena matahari selalu vertical. Umumnya suhu udara antara 20 – 23 C. bahkan di beberapa tempat rata – rata suhu tahunannya mencapai 30 C.

Tujuan 1. Membuat solusi permasalahan tersebut diatas yaitu menggantikan cermin

parabola dengan lensa parabola. 2. Dengan lensa tersebut tempat dan posisi memasak tidak harus diluar ruangan. 3. Membuat konfigurasi dapur dengan memanfaatkan energy surya, dimana alat

berupa lensa yang terletak diatas dapur. Lensa tersebut dibuat dari bahan yang sangat murah dan sederhana.

4. Membuat meja yang dapat digeser mengikuti pergerakan titik focus lensa. 5. Panci yang dilengkapi dengan cermin atau heat sink (hot plate).

Masalah Parabola lensa merupakan solusi dari permasalahan yang ada pada parabola cermin, karena posisi memasak yang berada di ruang dalam. Beberapa permasalahan yang masih perlu diselesaikan antara lain:

a. Material untuk lensa yang harus bening , tahan lama, dan murah. b. Proses pembuatan lensa yang harus kedap air (sistem sambungan). c. Bentuk panci yang dapat menyerap maksimum dari arah atas. d. Kontur gerakan panci untuk mengikuti focus lensa.

METODOLOGI

Alur perancangan dari Dapur Umum Bencana ini dimulai dari data-data kebijakan pemerintah di bidang penaggulangan korban bencana yang menjadi salah satu pengembangan dan peningkatan kualitas bantuan korban bencana berupa dapur umum.

Tinjauan/survey lapangan dilakukan pula untuk mengetahui aktifitas/kegiatan/layanan dan sarana yang menjadi permasalahan secara rinci. Perihal tersebut kemudian dijadikan latar belakang perancangan, tentunya didukung dengan data yang primer dan sekunder dari berbagai sumber.

Gambar 1 Skema Metodologi

STUDI KELAYAKAN

IDE DESAIN

KOMPOR ENERGI

MATAHARI

BENTU DASAR 1 :

OUTLINE VOLUME

DIMENSI

WAKTU

POSISI PARABOLA

AKTIFITAS MEMASAK

MATERIAL PARABOLA

HARGA MATERIAL

PENEMPATAN

SEGMEN PASAR

PERGERAKAN PARABOLA STUDI GERAK

MEKANIK

ERGONOMI

LAPISAN

RANGKA

WARNA

Faktor penyebab tempat, radiasi dan waktu

Data ledakan kompor LPG Intensitas matahari di Indonesia

Lokasi Sosial Ekonomi Sosial Budaya

BENTU DASAR 2 :

MATERIAL

ESTETIKA

BENTU DASAR 3 :

BENTUK PARABOLA

BENTUK DETAIL 1 :

KONFIGURASI

BENTUK DETAIL 2 : ALTERNATIF BENTULK

Solusi penempatan

Kompor Energi Matahari

- Di area pedesaan yang terjangkau sinar matahari

- Memiliki lahan

PEMBAHASAN

Analisa Pasar

Studi analisa pasar dilakukan untuk mengidentifikasi lingkup pasar dan target konsumen produk, sehingga dapat berfungsi dengan tepat sesuai sasaran. Hasil dari analisa pasar ini akan berisi mengenai kategori pasar dan pengguna.

Target Market : Dinas Perdagangan dan Perindustrian, Perusahaan kompor minyak tanah, industry penyedia peralatan memasak dan pendukung lainnya yang terkait dengan proses produksi kompor energi matahari.

Target Pengguna : Masyarakat kota Surabaya khususnya ibu rumah tangga serta wanita yang bisa dibidang memasak.

Kompor matahari sebagai alternatife media memasak untuk ibu rumah tangga, memiliki segmentasi pasar :

Demografi Usia : Ayah (25 – 50 tahun)

Ibu (25 – 50 tahun) Remaja (17 – 25 tahun) Ukuran keluarga : 3 – 7 orang Siklus hidup keluarga : menikah; punya anak; tua Jenis kelamin : pria dan wanita Penghasilan : Rp 800.000,00 – Rp 2.500.000,00 Pekerjaan : Ayah (pegawai; wiraswasta) Ibu (ibu rumah tangga; wiraswasta) Pendidikan : Ayah (lulus sekolah menengah; pernah kuliah) Ibu (lulus sekolah menegah; pernah kuliah) Kelas social menegah

Psikografi : Gaya hidup santai

Geografi Indonesia, khususnya pulau jawa. Pedesaan bisa digunakan pada masyarakat kota. Iklim tropis.

Analisa Aktifitas

Studi analisa aktifitas diperlukan untuk mengidentifikasi aktifitas apa saja yang dilakukan oleh pengguna, dari mulai proses mempersiapkan bahan baku masak, memasang panci pada meja dengan tepat pada titik fokus dan memulai memasak hingga selesai. Hal ini diperlikan untuk mengidentifikasi permasalahan dan kebutuhan yang dapat menjadi peluang inovasi pada saran pendukungnya.

Aktifitas Mempersiapkan Lensa Air Tabel 1 Aktifitas Memasang Lensa Air

Aktifitas Frekuensi Detail Aktifitas Kebutuhan

Memasang/menyiapkan lensa air

10 - 20 menit

Mengankat lensa air

Permanen pada platfon rumah

Roda

Memasang plastik

30 - 40 menit

Memotong

Mengelem

Permanen pada parabola atau ring “lensa air”.

Mengisi lensa air dengan air bersih

10 – 15 menit

Menimba air dari kamar mandi

Menyiapkan selang

Saluran khusus untuk dapat mengisi “lensa air”.

Aktifitas Membersihkan Air pada Lensa Air

Tabel 2 Aktifitas Membersihkan Air pada Lensa Air

Aktifitas Frekuensi Detail Aktifitas Kebutuhan

Mengeluarkan air dari Lensa (parabola)

5 - 10 menit Memasukkan selang kecil pada lensa air, lalu membuang air.

Aliran / pipa pembuang air dari “lensa air”

Membersihkan permukaan lensa air

2 – 5 menit Naik dg ketinggian lebih tinggi dari “lensa air”

Membersihkan dengan kain lap

Material yg tahan terhadap cuaca dan tidak mudah kotor.

Kemudahan untuk membersihkan.

Keadaan setelah dibersihkan,lalu kembali diisi air

Aktifitas Persiapan Memasak

Bagan 1 Aktifitas Persiapan Memasak

Tabel 3 Penjelasan dari Bagan di atas (Aktifitas Persiapan Memasak)

Aktifitas Frekuensi Detail Aktifitas Kebutuhan

Menyiapkan peralatan memasak

1 - 2 menit Mengambil alat memasak (panci, wajan, atau Teflon sesuai keperluan)

-

Menyiapkan rempah-rempah, Bahan memasak

5 - 10 menit Mengiris

Menghaluskan

Mengolah bahan masakan

Meja atau telanan

Tempat peratan memasak

Area persiapan

Memotong / meracik 5 – 10 menit Memotong

Mengiris

Area persiapan

Material yg tidak mudah rusak atau cacat

Alat memasak - Area persiapan

Aktifitas Proses Memasak

Bagan 2 Aktifitas Proses Memasak

Menyiapkan Peralatan memasak

Menyiapkan rempah-rempah

Memotong, meracik

Meletakkan alat memasak pada tungku kompor matahari

Memasukkan bahan yg di masak ke dalam alat memasak

Mengaduk

Menggoreng

Meletakkan alat memasak Panci Wajan Teflon

Sendok sayur

Sutil Keperluan

Keperluan Keperluan

Mengatur besar kecil api

Memberi bumbu/racikan

Tabel 4 Penjelasan dari Bagan di atas (Aktifitas Proses Memasak)

Aktifitas Frekuensi Detail Aktifitas Kebutuhan

Meletakkan alat memasak pada tungku kompor matahari

5 detik - -

Memasaukkan bahan yg dimasak kedalam alat memasak

30 detik Menuangkan Area persiapan (meja)

Mengaduk / membolak balik masakan

5 – 10 menit Mengaduk

Menggoreng

Area persiapan (meja)

Tempat melatakkan sendok masak

Mengatur besar kecil api 2 – 5 detik Memutar Sistem control (tools) yg mudah untuk pengoperasian

Aktifitas Pasca Memasak

Bagan 3 Aktifitas Proses Memasak

Mengecilkan api

Mengaduk / membolak balik makanan

Wadah saringan Piring

Menggoreng

Meniriskan masakan

Mengambil makanan yg akan digoreng

Menghidangkan di meja saji

Masak sayur Mengaduk

Panci diletakkan pada meja

Dipindahkan pada wadah saji

Tabel 5 Penjelasan dari Bagan di atas (Aktifitas Pasca Memasak)

Aktifitas Frekuensi Detail Aktifitas Kebutuhan

Mengaduk / membolak balikkan masakan

5 – 10 menit Mengaduk

Menggoreng

Tempat, wadah meletakkan

alat pengaduk

Mengecilkan api 2 – 5 detik Memutar Sistem control (tools) yg

mudah untuk pengoperasian

Meletakkan makanan pada wadah masing-masing

2 – 5 menit Memindahkan panci

/ wajan

Menuangkan

Mengambil wadah

saji

Alas (material yg tidak

mudah kotor, mudah

dibersihkan, kuat)

Memindahkan ke area meja makan

2 – 5 menit Berjalan -

Analisa Kebutuhan

Studi dan anlisa ini bertujuan untuk mengidentifikasi kebutuhan pengguna yang di analisa untuk mendapatkan sesuatu kerangka kebutuhan sarana pada kompor energi matahari. PORTABLE Kompor Mudah dipindahkan Material yang ringan & kuat

Dapat disimpan Sistem roda pada kompor Meja Racik Multifungsi Penggunaan rak tambahan

Tempat meletakkan makanan AMAN Pengguna Meminimalisir faktor cedera Ergonomis Sarana Kelancaran sirkulasi aktifitas Material tidak mudah terbakar Saat memasak Sesuai dengan antrophometri Saat mengoperasikan cermin Pencahayaan ruang yang cukup MUDAH Kemudahan perawatan Kompor Material tahan terhadap kotoran Meja Bentuk yang mudah dibersihkan, mengurangi lekukan kecil yang biasanya sulit dijangkau Kemudahan operasional Menentukan fokus yang jatuh pada cermin

Sistem mekanik yang lebih flexible (cermin) Sistem roda untuk mengoperasikan kompor

Sistem mekanik pada meja FLEKSIBLE Tidak memakan tempat saat di simpan

Dapat digunakan sebagai aksesoris atau meja di dalam ruang dapur

Dapat dilipat Bagan 4 Objective Tree

Pemantulan Fokus

Pergerakan matahari dari Timur ke Barat bergeser tiap jam nya membentuk sudut 15°. Pada desain lensa air menghasilkan sebuah titik fokus yang dihasilkan dari pembiasan cahaya melalui lensa cembung yang akan di pergunakan sebagai sumber api untuk memasak. Percobaan yang dilakukan untuk mengetahui kurva / pergerakan titik fokus dilakukan dari jam 11 hingga jam 1 siang karena pada jam itu merupakan titik panas yang cocok untuk memasak.

Gambar 1 Fokus Lensa

Lebar Fokus yang Dihasilkan dari Fokus Lensa

Tabel 6 pergerakan Titik Fokus

Gambar 2 Prinsip Kerja Gelombang Cahaya

Gamabr 3 Posisi pergerakan cermin dan posisi memasak

X Y Waktu

27 22 11:00

5 21 11:30

-8 21 12:00

-19 22 12:30

-28 23 1:00

Sinar datang

Cermin

Panci

Gambar 4 Alternatif 1

Gambar 5 Alternatif 2

Tabel 7 Analisa Alternatif Bentuk Desain

Alternatif Alternatif 1 Alternatif 2

KRITERIA

1. Bentuk-dimensi kompor ● ● ● ●

2. Kemudahan operasional ● ● ● ● ●

3. Mekanisme (mengikuti gerak matahari) ● ● ● ●

4. Proses produksi ● ● ● ● ●

5. Ergonomi (Kemudahan saat memasak) ● ● ● ●

6. Daya panas ● ● ● ● ●

7. Bentuk panci ● ● ● ●

JUMLAH 12 19

Analisa Ergonomi, Antropometri

Gambar 6 Dimensi Meja Racik dan Kompor

Gambar 7 Dimensi Meja Racik dan Kompor

Gambar 8 Sudut (rotasi) Gerak Sendi Lengan

Gambar 9 Antrophomtri Gerak Sendi Tulang Belakang (Julius Panero : 2003)

Gambar 10 Antrophomtri Lingkaran Handle (genggaman)

Tata Letak Dapur Terhadap Kompor Matahari

Tujuannya untuk mengetahui tata letak lensa air terhadap dapur dengan mempertimbangkan jarak / luas fokus lensa air dari hasil eksperimen. Diameter lensa air pada hunian rumah dari 120 cm – 200 cm dengan menghasilkan luas fokus lensa pada waktu tertentu yang telah ditentukan dari hasil eksperimen. Maka luas lensa mempengarui aktifitas di dalam dapur serta konfigurasi dapur. Dibawah ini merupakan jarak fokus lensa.

Gambar 11 Jarak Fokus dari Jam 11.00 – 13.00

Gambar 12 Pengaruh Fokus Lensa terhadap Kompor Matahari

Gambar 13 Penggunaan Cermin sebagai Solusi agar Fokus Lensa tetap Jatuh pada Area Lensa Air

Analisa Pemilihan Desain

Perlu sebuah sarana memasak yang sesuai dan mendukung aktifitas dapur kompor energi matahari portable, berdasarkan permasalahan dan data studi kebutuhan maka kriteria yang harus dipenuhi adalah :

1. Dimensi yang compact dan sesuai dengan luasan kompor energi matahari. 2. Mudah dan cepat untuk pengeporesaian tanpa perlu banyak tenaga. 3. Mudah dipindahkan dan tidak memakan banyak tempat.

Mengacu pada kriteria diatas diperoleh alternative bentuk dasar desain kompor energy matahari :

Alternatif 1

Alternatif 2

Alternatif 3

Alternatif 4

FINAL DESAIN

Gambar 14 Desain Final

Gambar 15 Operasional saat Melipat

Gambar 16 Operasional Menentukan Fokus Lensa

Gambar 17 Operasional Memasak

Gambar 18 Konfigurasi pada Dapur Rumah Tangga

Gambar 19 Gambar Urai

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Matahari merupakan salah satu sumber panas yang tidak akan pernah habis,dan panasnya dalam kehidupan sehari-hari dapat dimanfaatkan. Salah satunya untuk memasak. Kompor energi matahari telah memenuhi kebutuhan sebagai alternatife bahan bakar memasak. Dan dapat menghemat sumber energi seperti minyak bumi dan batu bara karena semakin tahun manusia semakin banyak dan penggunaan minyak bumi semakin meningkat.

Penempatan kompor energi matahari ini diperuntukkan untuk dapur rumah tangga dengan komponen lensa parabola sebagai media atau sumber panas dan kompor matahari berbeda dengan kompor memasak lainnya karena system kerja pada kompor matahari lebih tersrtuktur atau lebih mudah. Penggunaan cermin sebagai alat bantu untuk menerima fokus lensa sebagai sumber panas yang dipantulkan pada bagian dasar panic. Maka dengan sistem kerja seperti itu member kemudahan saat memasak. Dalam mendesain kompor energi matahari ini faktor yang sangat penting untuk diperhatikan adalah fokus lensa sebagai sumber panas serta mekanik kompor dengan kata lain dapat disimpan jika tidak digunakan. Karena matahari tidak begitu sering muncul disaan musim penghujan.

Saran

a) Dalam mendesain kompor mataharai nantinya juga dapat diberi penambahan fasilitas untuk memasak yang complek (lengkap). Melihat pada sebelumnya kompor matahari hanya digunakan memasak hanya sebagai eksperimen.

b) Pengembangan desain dapur ini jika diaplikasikan di luar rumah mungkin penambahan atau sebagai fasilitas untuk para penjual yang sifatnya permanent atau non permanen.

c) Jika produk ini bertarget pasar untuk kalangan menengah kebawah maka mereka gunakan sebagai sumber alternatif yang tak akan habis dan jika produk ini digunakan untuk masyarakat menengah ke atas maka disimpulkan bagi mereka sebgai alat untuk menghemat sumber daya alam.

DAFTAR PUSTAKA

Nurmianto, Eko. 2004. Ergonomi Konsep Dasar dan Aplikasinya. Penerbit Guna Widya. Surabaya Panero, J. 1987. Human Dimension and Interior Space. New York : The Whitney Library of Design Ratih,J. 2008. “Pembagian Iklim di Dindonesia”. Eirlangga, 3 November. Jihan,H. ”Terlena BBM Bersubsidi, Energi Alternatif Terabaikan”. Jawa Pos

www.harian-global.com Kompas.com Jianto. 2008. “Harga bahan bakar minyak di Indonesia”. wikipedia Kianto,S. Fiar, H. 2008. “Perhitungan subsidi BBM periode januari-november 2008”.

ERMI, 23 Desember. TvOne.com bbmplumpang.blogspot.com Jianto,K. Klinton,J. “Matahari sebagai bintang bumi sebagai salah satu planet 9.2”.

URL:http://www.crayonpedia.org