Samsul Ma'arif

MATA KULIAH KOMPUTASI TEKNIK

Introduction

Nama : SAMSUL MA'ARIF

NPM : 1806244566

PEMINATAN : SUMBERDAYA DAN TEKNOLOGI MARITIM

Pertemuan 1 Komputasi Teknik (04/02/19)

Pada hari senin tgl 4 februari 2019 hari pertama kuliah di semester genap. Pertama2 Dosen memberikan salam dan memperkenalkan dirinya yaitu Dr. Ahmad Indra atau biasa dipanggil Pak DAI, kata-kata DAI supaya jaman sekarang lebih efisien dalam memanggil seseorang. Pak DAI lulusan UI angkatan 1986 dan lulus 1991. Menjelaskan penelitian terdahulu seperti hukum newton, penemuan pun terus berkembang, seperti Hukum Newton saja telah di revisi. Pak DAI bertanya kepada mahasiswa, kenapa dalam buku ada edisi 1, edisi 2 dan edisi seterusnya. Mahasiswa pun diam saja dan pak DAI menjawabnya karena dalam buku pasti ada pembaruan atau revisi dari kesalahan2 yang di dapatkan dari edisi sebelumnya. Pak DAI bertanya kepada mahasiswa Berapa power yang Allah berikan (matahari) dalam w/m2, kalau dari jawaban saya sendiri yang pernah mengukur menggunakan alat pyranometer ketika jam 9 pagi sekitar 750 W/m2 dan jam 12 siang sekitar 1050 W/m2. Setelah itu pak DAI menjelaskan Semisal ada 20 MW kira2 buat berapa rumah? Mahasiswa pun diam dan apakah disini ada orang PLN tanya juga pak DAI. pak DAI perna pasang Piko Grid mikro hidro sekita 100W bisa menerangi 4 rumah berarti 1 rumah dapet 25 w, lumayan jika menggunakan lampu LED 5 watt bisa terang, orang2 sudah bisa baca. Prasarat dalam matakuliah Komputasi teknik yaitu, harus berakal. Ada mahasiswa yang bertanya, "apa standarnya berakal itu?" Kemudian dosen ini menanya balik ke pada mahasiswa satu persatu, apakah kalian tahu standarnya berakal?. Mahasiswa menjawab hampir semuanya tidak mengetahuinya, dan akhirnya pak DAI menyuru 1 mahasiswa untuk menjelaskan kedepan dan berdiskusi sekitar 5 menit mengenai standar orang yang berakal. Beberapa mahasiswa memberikan pendapat contohnya pak Mei Edi, beliau berkata bahwa perbedaan manusia yang berakal antara hewan, malaikat, dan setan yaitu manusia memiliki Cipta, Rasa dan Karsa. Setalah itu Pak DAI menjelaskan prasyarat untuk dapat mengikuti Mata Kuliah Komputasi Teknik adalah orang yang belajar harus berakal. Ciri manusia berakal yaitu memperhatikan sesuatu, selalu memperoleh manfaat dan faidah. Selalu menggambarkan kebesaran Allah SWT , mengingat dan mengenang kebijaksanaan, keutamaan dan banyaknya nikmat dari Allah SWT kepadanya. Selalu mengingat Allah di setiap waktu. Objektif dari Mata Kuliah Komputasi Teknik yaitu : 1. Mengetahui konsep algoritma, model, aljabar, flowchart, error, akurat, iterasi 2. Mengenal diri kita sendiri Yang menjadi penghalang orang yang tidak mengenal dirinya, menurut pak DAI ada 4 = harta, tahta (kedudukan), Marka dan maksiat. Untuk penilaian dalam mata kuliah Komputasi Teknik ini yaitu Muhasabah diri sendiri dengan buku referensi Al-Quran.

Konsep Infinite

Konsep infinite adalah konsep yang menggambarkan sesuatu tanpa ikatan apa pun, atau sesuatu yang lebih besar dari bilangan aslib manapun. Para filsuf berspekulasi tentang sifat yang tak terbatas, misalnya Zeno dari Elea , yang mengusulkan banyak paradoks yangmelibatkan ketidakterbatasan, dan Eudoxus dari Cnidus , yang menggunakan gagasan jumlah kecil yang tak terhingga dalam metode kelelahannya . Matematika modern menggunakan konsep umum tak terhingga dalam penyelesaian banyak masalah praktis dan teoretis, seperti dalam kalkulus dan teori himpunan , dan idenya juga digunakan dalam fisika dan ilmu-ilmu lain. Dalam matematika, "tak terhingga" sering diperlakukan sebagai bilangan (yaitu, ia menghitung atau mengukur hal-hal: "bilangan tak terhingga") tetapi itu bukan bilangan yang sama dengan bilangan alami atau bilangan real . Tak hingga atau ananta (di bahasa Inggris: infinity atau infinite) yang sering ditulis ∞, adalah bilangan yang lebih besar daripada tiap-tiap yang kemungkinan dapat dibayangkan. Kata tak terhingga / infinity tersebut berasal dari kata Latin, yang berarti “tanpa akhir”. Tak terhingga itu berlangsung selamanya, kadang-kadang bisa digunakan untuk ruang, angka dan hal-hal lain dikatakan ‘tak terbatas’, karena mereka tidak pernah berhenti. Beberapa orang berkata bahwa tak terhingga bukan benar-benar bilangan. Tak berlaku seperti bilangan yang biasa kita pakai. Bilangan yang kita pakai seluruhnya memiliki akhir, namun tak hingga tidak. Beberapa orang berkata bahwa tak hingga ialah tiap bilangan, kecuali 0, yang dibagi oleh 0.

Penjelasan Nilai (x^2-1)/(x-1) Jika x=1

Pertemuan 2 Komputasi Teknik (11/02/19)

Penggunaan akal untuk memaknai sesuatu akan lebih dalam pemahaman dan manfaatnya bagi kehidupan dan orang lain dibandingkan hanya dengan metode penghafalan. Orang yang menggunkan akal adalah orang yang selalu memikirkan penciptanya dan segalah hal dari hasil penciptaan Nya.Tujuan mengajari seseorang adalah agar orang yang diberi pelajaran seharusnya menjadi lebih tahu dari yang mengajari sebuah konsep tidak berhenti pada sebuah definisi karena kita berniat untuk mendapatkan maknanya, sehingga jika mendapati rumus maka harus dicari maknanya secara mendasar (jangan dihapalkan), berusaha dengan akal kita untuk memaknainya. kondisi pertama pada orang yang akan menggunakan akalnya adalah selalu mengingat siapa penciptanya dan memikirkan tentang penciptaannya dan berkata “Yaa Allah tidaklah Engkau ciptakan semua ini dengan sia sia”. Mekanikal : sebuah disiplin ilmu yang mempelajari gerak laku/behavior sebuah material, suatu ilmu yang melingkupi ilmu sipil, elektro dsb yang berisi sebuah mechanism. Gaya dapat didefinisikan sebagai sebuah dorongan/tarikan mekanikal bisa berupa fisik maupun non fisik Pemodelan fisik contoh pada pembangunan jembatan, maka desaigner akan membuat model matematis yang dipecahkan dengan numerik terkait jembatan, kekuatan struktur, pembebanan dan sebagainya. Model adalah alat bantu atau media yang dapat digunakan untuk mencerminkan dan menyederhanakan suatu realita (dunia sebenarnya) secara terukur. Hasil pemodelan bervariasi dan dapat menghasilkan sesuatu hasil yang tidak masuk akal, diperlukan usaha-usaha untuk membuat suatu pemodelan bisa mendekati kondisi riil.

[1]

Analisa Struktur Sederhana menggunakan software EES

Analisis struktur sederhana masih dapat dilakukan dengan cara manual, namun realitas di lapangan terdapat banyak struktur yang kompleks dan menuntut analisis secara cepat dan presisi. Perhitungan dan analisis manual membutuhkan waktu yang cukup dan jika terjadi kesalahan harus dilakukan perhitungan ulang yang membutuhkan tambahan waktu lagi. Pemakaian komputer dan aplikasi perhitungan atau yag lebih dikenal sebagai komputasi teknik dapat digunakan untuk mempermudah dan mempercepat perhitungan analisis struktur. Namun pengetahuan dan keahlian analisis struktur mutlak harus dikuasai oleh seorang engineer, sehingga engineer tetap berperan sebagai pemegang kendali dan pembuat keputusan terhadap suatu analisis.

[2]

Pertemuan 3 Komputasi Teknik (18/02/19)

Proses pertama adalah analisis masalah. Kita harus tahu permasalahan yang dihadapi, kita dapat mengetahuinya dengan studi literatur. Terdapat prosedur pemecahan masalah dalam komputasi teknik. Setelah analisis masalah dibuatlah permodelan. Permodelan adalah penting karena dengan ini kita dapat mempelajari tentang permasalahan yang sebenarnya tanpa harus terlibat langsung dengan masalah tersebut. Walaupun permodelan belum tentu dapat mewakili sepenuhnya, tetapi dapat cukup memuaskan dalam mendeskripsikan masalahnya sampai tingkat akurasi tertentu. Setelah permodelan dibuat maka dilakukanlah simulasi. Jika simulasi berhasil maka dapat dilanjutkan ke tahap berikutnya, jika tidak maka kembali ke masalah awal. Setelah simulasi selesai maka akan terdapat hasil yang harus diverifikasi dan divalidasi lebih dahulu sebelum digunakan sebagai rekomendasi.

[3]

Rumah Kontainer Menggunakan Listrik Tenaga Matahari

Rumah kontainer ini diusung dengan konsep 5R, apa itu 5R?

1. Recycle (Daur Ulang) Kontainer ini kondisinya bekas 60 – 80% atau dikatakan limbah yang menumpuk dipelabuhan, maka dari itu bisa dimanfaatkan kembali untuk membuat rumah kontainer. Jika membangun rumah kontainer tidak membutuhkan izin mendirikan bangunan (IMB), karena kontainer termasuk bangunan semi permanen, sehingga dalam proses pembangunannya tidak memerlukan izin khusus.

2. Reuse (Pemanfaatkan kembali) Kontainer yang awalnya digunakan untuk peti kemas, kemudian dapat dimanfaatkan untuk jadi rumah hunian yang tahan gempa dan minialis. Kontainer bekas ini dapat manfaatkan tidak hanya untuk rumah saja, tetapi dapat dimanfaatkan untuk cafe, rumah sakit, pos satpam, kos-kosan, toilet dan masih banyak lagi manfaatnya.

3. Renewable (terbarukan) Rumah kontainer ini dilengkapi dengan listrik yang memanfaatkan dari energi terbarukan yaitu energi matahari atau Photovoltaic (PV). Jika di sekitar rumahnya berpotensi menggunakan listrik tenaga angin, maka dapat dimanfaatkan dan juga bisa hybrid antara tenaga surya, angin, PLN atau pun mobil listrik.

4. Reliable (dapat dihandalkan) Rumah kontainer ini listrik yang harus dihandalkan walaupun menggunakan energi terbarukan, dalam kata lain jangan sering mati lampu dan PLN sebagai (BACK UP POWER). Rumah kontainer ini tahan terhadap gempa, dikarenakan struktur bangunan menggunakan besi baja pada dindingnya yang di lapisi oleh polypaper pada bagian dalam rumahnya.

5. Reduce (Mengurangi) Menggunakan energi terbarukan setidaknya dapat mengurangi tagihan listrik yang di bayar ke PLN, dan mengurangi penggunaan energi fosil yang terus menerus dapat merusak lapisan ozon dan polusi udara. Rumah kontainer ini mendukung tujuan pembangunan berkelanjutan yaituSustainable Development Goals (SDGs) yang ada 17 target dan indikator salah satunya clean energy.

[4]

Pertemuan 4 Komputasi Teknik (25/02/19)

QUIZ Komputasi Teknik

Rencana tahapan penyelesaian masalah, Langkah 1 => Definisi masalah (problem) Langkah 2 => Pemikiran Awal (Analisis awal) Langkah 3 => Algoritma Langkah 4 => Model Komputasi Langkah 5 => Eksekusi/ Simulasi Langkah 6 => Output Perhitungan (jika OK maka lanjut Langkah 7) Langkah 7 => Report

1. Definisi Masalah

Menbuat sebuah model komputasi teknik untk membuat bangunan yang akan digunakan untuk usaha layanan penyewaan rumah atau kamar. Jalankan simulasi terhadap model tersebut, untuk memutuskan kelayakan usaha tersebut (teknis & ekonomis

2. Pemikiran Awal

Rencana memulai bisnis penyewaan kamar kos-kosan : - Lokasi di Ciapus Bogor - Buat rumah kosan menggunakan Kontainer, yeng mempunyai konsep 5 R (Recycle, Reuse, Renewable, Reliable dan Reduce) - Harga Tanah Jakarta Rp. 10,000,000.00 per m 2 - Menggunakan listrik tenaga Matahari yang di Back Up Power oleh PLN - Luas Tanah 200 m2 - Jumlah kamar 24 kamar

[5]

Belajar Analisa Struktur Dengan Software SAP2000

SAP2000 merupakan salah satu program analisis struktur yang lengkap namun sangat mudah untuk dioperasikan. SAP2000 ini adalah versi pertama dari SAP yang secara lengkap terintegrasi dengan Microsoft Windows. Prinsip utama penggunaan program ini adalah pemodelan struktur, eksekusi analisis, dan pemeriksaan atau optimasi desain; yang semuanya dilakukan dalam satu langkah atau satu tampilan. Tampilan berupa model secara real time sehingga memudahkan pengguna untuk melakukan pemodelan secara menyeluruh dalam waktu singkat namun dengan hasil yang tepat.

Output yang dihasilkan juga dapat ditampilkan sesuai dengan kebutuhan baik berupa model struktur, grafik, maupun spreadsheet. Semuanya dapat disesuaikan dengan kebutuhan untuk penyusunan laporan analisis dan desain.

Analisis SAP2000 menggunakan finite element methode baik untuk static analysis maupun untuk dynamic analysis (nonlinear analysis). Semuanya terintegrasi dalam satu paket yang dilengkapi dengan beberapa database untuk keperluan analisis dan desain seperti database tampang struktur untuk berbagai bentuk mulai dari yang simetris hingga asimetris.

Beberapa kemampuan yang dimiliki oleh program ini antara lain : Analisis yang cepat dan akurat. Model pembebanan yang lebih lengkap baik berupa static loading maupun dynamic loading. Pemodelan elemen shell yang lebih akurat. Analisis dinamik dengan Ritz dan Eigenvalue Sistem koordinat ganda untuk bentuk geometri struktur yang kompleks. SAP2000 tidak membatasi kapasitas analisis sehingga dapat diaplikasikan untuk bentuk yang paling kompleks sekalipun. Juga dilengkapi dengan analisis struktur jembatan dengan pembebanan bergerak, dan pilihan analisis dengan time history yang dapat disesuaikan dengan kondisi di daerah tertentu. Efek gerakan tanah dasar juga dapat mempengaruhi struktur yang dimodelkan.

Untuk keperluan desain struktur, SAP2000 dilengkapi dengan fitur yang lengkap baik untuk perencanaan struktur baja maupun beton. Desain struktur baja dilengkapi dengan input dimensi dan bentuk yang disesuaikan dengan database yang berlaku untuk beberapa peraturan perencanaan. Begitupula dengan desain struktur beton yang dilengkapi dengan perhitungan penulangan yang dibutuhkan. Elemen-elemen tertentu dapat digabung menjadi satu grup yang memudahkan dalam perencanaan. Tampilan data perhitungan untuk masing-masing elemen dapat ditampilkan langsung dengan meng-klik elemen yang dikehendaki.

Tampilan SAP2000

Tampilan SAP2000 lebih jelasnya ada pada Langkah-langkah Analisa Statik Pada Frame 2D dengan Software SAP2000 [6]

Pertemuan 5 Komputasi Teknik (04/03/19)

Sebuah sistem memerlukan perhitungan kekuatan atau keamanan yang memadai maka harus dilakukan kajian atau analisis. Analisis sebuah bangunan dilakukan dari berbagai segi seperti segi ekonomi dan desainnya. Dalam proses analisa diperlukan suatu proses perhitungan teknik, misalnya lahan yang terbatas maka dilakukan perhitungan bangunan kea rah atas sehingga memerlukan analisa struktur bangunan tinggi. Proses analisa struktur bangunan ini juga dibantu dengan berbagai aplikasi struktur yang sudah ada, berikut adalah contoh aplikasi struktur yang saya ketahui :

a. SAP2000

b. EES (Engineering Equation Solver)

c. Frame 3DD

Dari berbagai aplikasi yang ada perlu diteliti apakah sesuai dengan kasus yang dihadapi. Seperti halnya EES adalah aplikasi yang digunakan untuk membantu proses logika matematika secara komputasi. Selain itu aplikasi SAP berkaitan dengan benda rigid yang berhubungan terus menerus. Salah satu contoh pemodelan yaitu dengan menggunakan persamaan Navier Stoke tentang hukum kekekalan massa. Lebih jelasnya lihat pada link berikut. [7]

List Pertanyaan Dalam Pembelajaran Software (SAP2000)

1. Bagaimana SAP2000 melakukan pemodelan pada tahapan desain?

2. Kekurangan apa yang tidak mampu dianalisa oleh software SAP dalam melakukan pemodelan?

3. Apa keunggulan software SAP2000 dibanding software struktur lainnya?

4. Apa konsep yang diterapkan software SAP2000 sehingga dapat menganalisa struktur?

5. Apa saja model matematis yang diterapkan pada software SAP2000?

Lebih jelasnya bisa di lihat di link ini [8]

Truss Atap (Rancangan Rumah Kontainer) Pemodelan FRAME3DD

a) Data Perencanaan Atap Data perencanaan atap diambil dari gambar perencanaan bangunan rumah kontainer yang atap nya menggunakan solar panel atau tenaga surya untuk dijadikan Listrik, dimensi diambil sebagai acuan untuk menentukan joint (node) dan batang dalam pemodelan truss. Berikut ditampilkan atap rumah kontainer yang ditampilkan pada Gambar.

b) Software Analisis Frame 3DD Program ini digunakan untuk mensimulasikan hasil pemasangan rangka batang (truss) pada atap yang didesain menjadi sebuah model visual dengan hasil running analisis berupa kekuatan rangka untuk melihat potensi terjadi kelendutan. [[9]]

Pertemuan 6 Komputasi Teknik (11/03/19)

Resume kelas Komputasi Teknik tanggal 11 Maret 2019:

• Tugas minggu depan adalah menganalisa struktur beam
• Baca terlebih dahulu materi yang akan dipelajari sebelum mengejakan tugas
• Aplikasi yang digunakan berada ditengah antara aplikasi jadi dan juga aplikasi dasar
• Output dari setiap tugas adalah mampu merancang setiap permodelan matematis dari studi kasus yang digunakan
• Saya sempat mencoba melalui aplikasi SAP dan frame 3DD, dan disini saya mendapatkan pelajaran bahwa kita harus mengerti dasar mekanikal yang digunakan sehingga tidak bergantung pada aplikasi yang sudah jadi saja. Dalam mata kuliah komputasi teknik ini harus cepat beradaptasi dalam mempelajari software yang digunakan.

Analisa Struktur Beam Dengan Software FRAME 3DD

Analisa struktur beam merupakan sebuah metode yang dilakukan untuk menghitung kekuatan dari struktur yang ditinjau baik dari gaya yang bekerja disisi luar, maupun dari sisi dalam struktur itu sendiri. Kegiatan analisa beam ini kerap menggunakan aplikasi untuk mempermudah dalam memperoleh nilai gaya yang bekerja. Salah satu aplikasi yang dapat digunakan adalah Frame3DD. Frame3DD merupakan sebuah aplikasi yang dapat memvisualisasikan bentuk struktur menggunakan Gnuplot dan menghitung nilai-nilai gaya yang bekerja menggunakan karakteristik dan dimensi struktur yang telah dimasukkan. Bentuk input dari aplikasi ini adalah file .csv dan .3dd (dapat dibuat dalam Notepad). Keluaran dari aplikasi ini berupa data gaya yang ada pada struktur sesuai dengan yang diharapkan.

[10]

Pertemuan 7 Komputasi Teknik (18/03/19)

Resume kelas Komputasi Teknik tanggal 18 Maret 2019:

• Pemahaman konsep dinamika dan kinematika
• Bangunan yang kita desain nantinya harus mampu menahan gaya dinamik
• Respon dinamis tergantung pada properties yang dimiliki dari material benda tersebut
• Analisa dinamika pegas-massa. using equation (F=k.Dx) hukum Hooke. Jawaban: Xdobledot-(k/m)x=0
• Konsep adalah sesuatu yang masih diperdebatkan. seperti massa konstan, apakah sebenarnya massa tersebut konstan?
• Setelah mendapatkan S2 adalah kita harus dapat mendeclare diri kita sebagai master

Tugas selanjutnya

 1. Analisa balok dengan Frame 3DD
 2. Review konsep dinamik dan aplikasinya
 3. Analisis dinamik pada bangunan (2 Minggu)

Konsep Dinamika dan Aplikasinya

Dinamika merupakan suatu keadaan dimana perubahan pada sebuah elemen terjadi terhadap waktu dalam konteks gaya yang bekerja pada struktur tersebut. Beban dinamis dapat berupa variasi besarnya (magnitude), arahnya (direction) atau posisinya (point of application) berubah terhadap waktu. Sehingga respon struktur terhadap beban dinamik berupa lendutan dan tegangan yang bersifat dinamik menurut beban yang dialaminya [Budio, S. P., 1990]. Adapun perbedaan beban statis dan dinamis terletak pada sumber bebannya dimana lendutan dan tegangan internal dalam kasus beban statis ditimbulkan langsung oleh beban P, sedangkan untuk kasus beban dinamis, percepatan yang dialami oleh sebuah elemen akibat P(t) menimbulkan gaya inersia yang terdistribusi pada seluruh elemen. Apabila pengaruh gaya inersia pada elemen terjadi sangat signifikan maka perlu dilakukan analisa dinamis. Adapun perbedaan perlakuan beban statis dan beban dinamis pada sebuah elemen balok.

[11]

Analisa balok dengan Frame 3DD

Balok merupakan elemen struktural yang utamanya memikul beban lateral. Beban-beban yang bekerja pada balok akan menghasilkan gaya reaksi pada titik tumpuan/perletakan balok. Beban-beban yang bekerja juga akan menghasilkan gaya geser dan momen lentur pada balok, Efek total dari semua gaya yang bekerja pada balok menghasilkan gaya geser dan momen lentur pada balok, menimbulkan gaya dalam berupa tarikan dan tekanan, dan menimbulkan lendutan pada balok. Balok dapat berbeda-beda berdasarkan jenis perletakan, profil (bentuk potongan melintang), panjang, dan jenis materialnya.

Balok identik dengan bangunan atau elemen struktural teknik sipil, padahal setiap struktur seperti rangka mobil, komponen pesawat terbang, rangka mesin, dan lainnya mekanis atau sistem struktural lainnya menggunakan struktur balok yang dirancang dan dianalisis dengan cara yang sama yaitu untuk memikul beban lateral. Balok juga merupakan salah satu pekerjaan beton bertulang. Balok merupakan bagian struktur yang digunakan sebagai dudukan lantai dan pengikat kolom lantai atas. Fungsinya adalah sebagai rangka penguat horizontal bangunan akan beban-beban.

[12]

Pertemuan 8 Komputasi Teknik (25/03/19)

Tugas UTS

Tugas, Susunlah program EES sebagai solusi untuk mencari momen inersia pada permukaan benda yang dapat digunakan untuk aplikasi momen inersia pada benda dengan berbagai bentuk potongannya.

Skema inersia pada permukaan benda pejal,

Lebih jelasnya dijelaskan di sini [13]

Pertemuan 9 Komputasi Teknik (01/04/19)

Analisa Dinamis pada Struktur Beam dengan Frame 3DD

Dinamika merupakan suatu keadaan dimana perubahan pada sebuah elemen terjadi terhadap waktu dalam konteks gaya yang bekerja pada struktur tersebut. Beban dinamis dapat berupa variasi besarnya (magnitude), arahnya (direction) atau posisinya (point of application) berubah terhadap waktu. Sehingga respon struktur terhadap beban dinamik berupa lendutan dan tegangan yang bersifat dinamik menurut beban yang dialaminya [Budio, S. P., 2011]. Adapun perbedaan beban statis dan dinamis terletak pada sumber bebannya dimana lendutan dan tegangan internal dalam kasus beban statis ditimbulkan langsung oleh beban P [N], sedangkan untuk kasus beban dinamis, percepatan yang dialami oleh sebuah elemen akibat P(t) menimbulkan gaya inersia yang terdistribusi pada seluruh elemen. Apabila pengaruh gaya inersia pada elemen terjadi sangat signifikan maka perlu dilakukan analisa dinamis. Gempa bumi adalah fenomena getaran yang dikaitkan dengan kejutan pada kerak bumi. Beban kejut ini dapat disebabkan oleh banyak hal, tetapi salah satu faktor utamanya adalah benturan/pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi permukaan bumi. Lokasi gesekan ini disebut fault zone. Kejutan tersebut akan menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini menyebabkan permukaan bumi dan bangunan di atasnya bergetar. Pada saat bangunan bergetar timbul gaya-gaya pada struktur bangunan karena adanya kecenderungan dari massa bangunan untuk mempertahankan dirinya dari gerakan. Gaya yang timbul disebut gaya inersia, besar gaya tersebut bergantung pada banyak faktor yaitu:

• Massa bangunan
• Pendistribusian massa bangunan
• Kekakuan struktur
• Jenis tanah
• Mekanisme redaman dari struktur
• Perilaku dan besar alami getaran itu sendiri
• Wilayah kegempaan
• Periode getar alami

Lebih jelasnya dapat dilihat pada google drive [14]

Analisa Statis pada Struktur Beam dengan CFDSOF

Selain beban gempa, permasalahan beban angin juga menjadi hal yang utama dalam perencanaan bangunan tingkat tinggi karena berpengaruh pada kekuatan bangunan dan juga menyangkut masalah kenyamanan (serviceability) dari pengguna bangunan tersebut. Untuk memahami semua masalah angin dan memprediksi karakteristik angin secara ilmiah mungkin merupakan suatu hal yang mustahil. Hal ini disebabkan oleh pengaruh beban angin pada bangunan yang bersifat dinamis dan dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan. Karakter dinamis dari angin dapat dilihat pada gambar 1. Kecepatan angin didapat dari ketinggian spesifik pada bangunan, dengan indikasi dari dua fenomena yaitu kecepatan angin yang konstan dan kecepatan tekanan angin yang bervariasi. Alhasil, angin mempunyai dua komponen yaitu statis dan dinamis. Secara umum, kecepatan angin terus bertambah seiring dengan pertambahan ketinggiannya, seperti yang ditunjukkan gambar 2. Tingkat pertambahan kecepatan angin ini merupakan faktor dari kekasaran tanah, yang awalnya diperlambat dari tanah hingga makin cepat sesuai pertambahan ketinggian. Semakin banyak halangan pada keadaan sekeliling (pohon, gedung, rumah, dsb), ketinggian yang diperlukan angin untuk mencapai kecepatan maksimum (V max) juga semakin besar.

Berdasarkan hasil ketiga gambar simulasi tekanan angin, maka ketika sejumlah massa udara yang bergerak bertemu dengan objek-objek penghalang, seperti bangunan, maka respon yang ditimbulkan angin akan seperti fluida yang lain yaitu bergerak ke tiap sisi kemudian bergabung kembali pada aliran yang utama. Kecepatan angin bertambah ketika massa udara yang lebih besar bergerak menuju area yang konstan pada waktu yang bersamaan. Efek Venturi merupakan salah satu contoh aksi turbulensi angin. Turbulensi bekerja ketika angin yang bergerak tersebut melewati spasi antara dua bangunan tingkat tinggi. untuk langkah-langkah simulasi dan penjelasanya disini [15]

Pertemuan 10 Komputasi Teknik (8/04/19)

Analisa Distribusi Temperatur pada Pelat 2D dan 3D Finite Difference

Dalam beberapa kasus studi perpindahan panas, seperti: perpindahan panas konduksi 2-dimensi atau 3-dimensi dalam kondisi tunak pada sebuah permukaan benda yang ingin diketahui distribusi temperaturnya baik permukaan datar/plat, silindris maupun permukaan bulat, akan menjadi hal yang menarik jika diselesaikan atau dimodelkan dalam metode elemen berhingga (finite elemen method/FEM). Dimana metode ini adalah sebuah metode pendekatan matematik, dengan membagi elemen dalam beberapa elemen/node, sebagai catatan semakin banyak pembagian elemen/node pada benda yang akan dianalisa, maka akan diperoleh hasil yang lebih baik dan akurasi. Perhatikan dalam setiap sistem komputasi numerik, harus diberikan kondisi batas, karena merupakan angka awal yang akan digunakan pada perhitungan mathematic modeling. Persamaan pengatatur yang digunakan perpindahan panas konduksi, jika 2 D maka jalaran temperatur terhadap i,j sedangkan jika 3 dimensi maka jalaran temperaturnya i,j,k. Ada beberapa metode untuk menyelesaikan kasus jalaran temperatur dengan metode finite volume, Finite different, dan lainnya. Penyelesaian kasus perpindahan panas konduksi dengan finite different sederhana dan cukup komprehensif. Persamaan umum untuk perpindahan panas konduksi 2-D atau 3-D yang tidak terdapat sumber panas dari dalam, sementara nilai konduktivitas thermalnya konstan adalah berlaku persamaan Laplace: Konduksi 2-Dimensi (∂^2 T)/(∂x^2 ) + (∂^2 T)/(∂y^2 )=0 Konduksi 3-Dimensi (∂^2 T)/(∂x^2 ) + (∂^2 T)/(∂y^2 )+ (∂^2 T)/(∂z^2 )=0

Kasus metode elemen hingga perpindahan panas konduksi 2-D untuk node bagian dalam, Perhatikan gambar dibawah ini.

Studi Kasus Pelat 2-D Finite Difference

Pada studi kasus pelat 2-D finite difference ini diselesaikan dengan menggunakan two-dimensional steady state untuk distribusi suhu pada plat persegi. Dalam penyelesaian masalah diperlukan suatu kondisi batas yang merupakan angka awal yang akan digunaan dalam perhitungan mathematic modelling. Berikut adalah kondisi batas yang akan digunakan dalam penyelesaian masalah ini : Kondisi batas :

• Jumlah nodal N=16
• Panjang sisi = 3 m
• Temperatur sebelah kiri 80 °C
• Temperatur sebelah kanan adiabatik
• Temperatur bagian bawah 80 °C
• Temperatur bagian atas 0 °C

Persamaan 2-D Finite Difference sebagai berikut :

   "This program calculates the two-dimensional steady-state temperature distribution in a square plate. Two of the four edges are at 80 °C, one is maintained at 
   0 °C and one is insulated. The solution illustrates the use of 2-dimensional arrays and contour and 3-D plot."
   "Notice that it is not necessary for the user to program any iterative procedures to solve the equations.
   View the plot window to see a contour plot of the calculated results."
   N=16 "Number of nodes in the X and Y directions."
   "Energy balance on interior nodes. Interior nodes run from 1 to N."
   duplicate i=1;N
   duplicate j=1;n
   T[i;j]=(T[i+1;j]+T[i-1;j]+T[i;j+1]+T[i;j-1])/4
   end
   end
   "Boundary conditions. Boundary nodes are 0 and N+1."
   duplicate i=0;N+1
   T[i;0]=80 "Left hand side set to 80 °C."
   T[i;N+1]=T[i;N] "Insulated right hand side - no temperature gradient."
   end
   duplicate j=1;N
   T[0;j]=80 "Bottom surface at 80 °C."
   T[N+1;j]=0 "Top surface at 0 °C."
   End

lebih jelasnya dapat dilihat pada link disini [16]

Pertemuan 11 Komputasi Teknik (15/04/19)

• Tugas Besar (Proyek) Mk. Komputasi Teknik

 Tema: Aplikasi Komputasi Teknik dalam Desain & Analisis. "Zero Energy Building (ZEB)" (Kasus: Apartmen,kos-kosan, kontrakan dll)

• Tujuan satu semester ini adalah kita mampu memahami konsep dan prinsip dalam KomTek dengan menggunakan 2 terminologi
• Komputasi Teknik merupakan permodelan berbasis komputer (permodelan, algoritma, dll)
• 2 jenis yang digunakan : Semi programming, dan Software yang sudah jadi(3dd, CFDSOF)
• Properties yang kita miliki adalah berkeluh kesah, tidak berterima kasih kepada Sang Pencipta (sifat dasar dari setiap manusia), manusia memiliki kecenderungan untuk merusak
• Objective: Pertama adalah mengerti konsep dan mampu mengaplikasikannya pada bidang teknik, dan yang kedua adalah mampu mengenal diri sendiri lebih baik
• Target dari desain dan analisis dari segi teknik adalah efisien dan reliable. Dari segi non teknik adalah terdapat value (Ekonomik)

Sinopsis Zero Energy Building

  Konsep Net Zero Energy Building (NZEB), yang menghasilkan energi sebanyak yang digunakan selama setahun, baru-baru ini telah berevolusi dari penelitian menjadi kenyataan. Saat ini, hanya ada sejumlah kecil bangunan yang sangat efisien yang memenuhi kriteria untuk disebut "Net Zero". Sebagai hasil dari kemajuan dalam teknologi konstruksi, sistem energi terbarukan, dan penelitian akademis, membuat bangunan Net Zero Energy menjadi semakin layak. Sementara definisi yang tepat dari metrik untuk "energi nol bersih" bervariasi (ini dibahas di bawah), sebagian besar setuju bahwa Bangunan Energi Nol Net menggabungkan:
* Desain bangunan teladan untuk meminimalkan kebutuhan energi
* Sistem energi terbarukan yang memenuhi kebutuhan energi yang berkurang ini.
  Sebagian besar Bangunan Net Zero Energy masih terhubung ke jaringan listrik, memungkinkan listrik yang dihasilkan dari sumber energi tradisional (gas alam, listrik, dll.) Digunakan ketika pembangkit energi terbarukan tidak dapat memenuhi beban energi bangunan. Ketika, sebaliknya, pembangkit energi di lokasi melebihi kebutuhan energi bangunan, kelebihan energi harus diekspor kembali ke jaringan listrik, jika diizinkan oleh hukum. Produksi energi berlebih mengimbangi periode selanjutnya dari permintaan berlebih, menghasilkan konsumsi energi bersih nol. Karena teknologi saat ini dan keterbatasan biaya yang terkait dengan penyimpanan energi, koneksi jaringan biasanya diperlukan untuk mengaktifkan keseimbangan Net Zero Energy. Perbedaan dalam cara utilitas dan yurisdiksi menangani pembayaran untuk energi yang diekspor dari bangunan ke dalam grid dapat memengaruhi ekonomi proyek dan harus dievaluasi dengan cermat.

Sinopsis Tugas Besar Desain KRI Tipe Landing Platform Dock (LPD) Sebagai Kapal Markas Berbasis Hybrid

Latar Belakang

Kapal Perang Republik Indonesia (KRI) tipe Lnading Platform Dock ( LPD) merupakan kapal perang yang memiliki kemampuian dalam mengangkut personel maupun kendaraan tempur taktis maupun strategis dalam kegiatan pendaratan adminisntrasi. KRI tipe LPD juga dapat difungsikan sebagai alat angkut kendaraan tempur amfibi dan angkut heli yang memiiiki kemampuan Docking-Undocking guna mamproyeksikan kekuatan dari laut ke darat melalui LCU (Landing Craft Utiiity) dalam operasi amfibi, operasi pendaratan administrasi dan operasi lainnya sesuai direktif yang diberikan. Kapal LPD memiliki fungsi-fungsi yang dapat diemban untuk mendukung tugas pokoknya antara lain : melaksanakan operasi pengeseran pasukan dan logistik atau operasi pendaratan administratif, mengangkut pasukan dan peralatan tempur serta dukungan terhadap OLP, melaksanakan Operasi Bhakti, mendukung pengoperasian heli, melaksanakan dukungan medis terbatas, melaksanakan dukungan logistik cair terbatas, melaksanakan Patroli Kamla dan mendukung tempat praktek pendidikan dan latihanEnergi mempunyai peranan yang penting dalam kehidupan manusia.

Pertemuan 12 Komputasi Teknik (22/04/19)

Perpindahan Panas Konduksi dan Konveksi pada Pelat

a. Konduksi

   "This program calculates the two-dimensional steady-state temperature distribution in a square plate. Two of the four edges are at 80 °C, one is maintained at 
   0 °C and one is insulated. The solution illustrates the use of 2-dimensional arrays and contour and 3-D plot."
   "Notice that it is not necessary for the user to program any iterative procedures to solve the equations.
   View the plot window to see a contour plot of the calculated results."
   N=16 "Number of nodes in the X and Y directions."
   "Energy balance on interior nodes. Interior nodes run from 1 to N."
   duplicate i=1;N
   duplicate j=1;n
   T[i;j]=(T[i+1;j]+T[i-1;j]+T[i;j+1]+T[i;j-1])/4
   end
   end
   "Boundary conditions. Boundary nodes are 0 and N+1."
   duplicate i=0;N+1
   T[i;0]=80 "Left hand side set to 80 °C."
   T[i;N+1]=T[i;N] "Insulated right hand side - no temperature gradient."
   end
   duplicate j=1;N
   T[0;j]=80 "Bottom surface at 80 °C."
   T[N+1;j]=0 "Top surface at 0 °C."
   End

b. Konveksi

"kondisi Sistem"
T_aliran = 300					"dalam oC"
v = 20 					"dalam m/s"
T_wall = 20 					"dalam oC"
L = 0,5					"dalam m"
P_aliran = 101,325
rho[1] = Density (Air; T =T_aliran; P=P_aliran)
mu[1] = Viscosity (Air; T=T_aliran)
Re = rho [1]*V*L/mu[1]
Pr[1]= Prandtl (Air; T=T_aliran)
k[1] = Conductivity  (Air; T=T_aliran)
Nu = 0,664*(Re^(0,5))*Pr[1]^(1/3)
h= Nu*k[1]/L
q = h*L *(T_aliran - T_wall)

Pertemuan 13 Komputasi Teknik (29/04/19)

Konsep Tugas Besar (Desain Kapal Markas Bebasis Energi Hybrid)

Latar Belakang

Kapal Perang Republik Indonesia (KRI) tipe Lnading Platform Dock ( LPD) merupakan kapal perang yang memiliki kemampuian dalam mengangkut personel maupun kendaraan tempur taktis maupun strategis dalam kegiatan pendaratan adminisntrasi. KRI tipe LPD juga dapat difungsikan sebagai alat angkut kendaraan tempur amfibi dan angkut heli yang memiiiki kemampuan Docking-Undocking guna mamproyeksikan kekuatan dari laut ke darat melalui LCU (Landing Craft Utiiity) dalam operasi amfibi, operasi pendaratan administrasi dan operasi lainnya sesuai direktif yang diberikan. Kapal LPD memiliki fungsi-fungsi yang dapat diemban untuk mendukung tugas pokoknya antara lain : melaksanakan operasi pengeseran pasukan dan logistik atau operasi pendaratan administratif, mengangkut pasukan dan peralatan tempur serta dukungan terhadap OLP, melaksanakan Operasi Bhakti, mendukung pengoperasian heli, melaksanakan dukungan medis terbatas, melaksanakan dukungan logistik cair terbatas, melaksanakan Patroli Kamla dan mendukung tempat praktek pendidikan dan latihanEnergi mempunyai peranan yang penting dalam kehidupan manusia.

Sifat tempur Kapal LPD sangat ditentukan oleh reka bentuk bangunan kapal, kapal ini memiliki mobilitas angkut dan ketahanan operasi hingga 30 hari secara terus menerus tanpa pasukan serta kemampuan embarkasi/debarkasi menggunakan LCU. Heli sebagai kepanjangan tangan sistem kesenjataan memungkinkan untuk menambah aksi dukungan logistik maupun kepentingan operasional dan tugas-tugas khusus dalam mendukung rangkaian kegiatan tempur. Dalam kegiatan operasinya KRI tipe LPD mendapatkan tenaga listrik secara mandiri yang dibangkitkan dari Generator Electrical Set (Genset). Seiring dengan perkembangan dunia untuk penghematan energy dimana hampir semua aktivitas manusia sangat tergantung pada energi, dan dihadapkan pada pemanfaatan energi fosil yang berlebihan dapat menimbulkan krisis energi, maka diperlukan desain KRI yang berbasis pada kapal hybrid yang ramah (eco-friendly) bagi setiap perancangan desain kapal.

Pendekatan bangunan kapal yang ramah lingkungan (eco-friendly architecture), menghasilkan beberapa konsep perancangan: conserving energy (Hemat Energi), working with climate (memanfaatkan kondisi dan sumber energi yang alami), respect for site (menanggapi keadaan tapak pada bangunan), respect for user (memperhatikan pengguna bangunan), limitting new resources (meminimalkan sumber daya baru), dan holistic. Dengan latar belakang isu sumber energi tak terbarukan yang mulai menipis serta dampak buruk yang dihasilkan akibat konsumsi energy (tak terbarukan) bagi lingkungan, maka akan lebih baik bila dalam perancangan kapal perang lebih berfokus pada usaha konservasi dan efisiensi energi sehingga menjadi rancangan kapal yang mampu menghemat energi. Disamping juga dalam kondisi darurat KRI masih mampu menghasilkan energi listik yang dapat digunakan sebagai sumber tenaga untuk peralatan deteksi kapal terhadap obyek kapal lain disekitarnya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan desain kapal perang tipe LPD hybrid yang mampu melaksanakan tugas guna mendaratkan unsur administrasi TNI AD, serta mampu sebagai kapal markas yang dapat menghasilkan energy dari sumber panel surya (solar cell). Metode yang dilakukan dalam desain KRI LPD sebagai kapal markas berbasis hybrid dilakukan dengan menganalisis karakteristik kapal LPD dari perhitungan kurva hidrostatik dan kurva bonjean, perhitungan kekuatan memanjang, perhitungan kebutuhan energy, analisis peralatan deteksi dan senjata sebagai kapal markas, perhitungan break event point dan analisis strategi untuk mengkobinasikan sumber tenaga dari solar cell dengan sumber tenaga dari Electrical Genset.

Pertanyaan Penelitian

Terkait dengan analisis desain KRI LPD sebagai kapal markas berbasis kapal hybrid dapat disusun beberapa pertanyaan sebagai berikut:

 a. Mendesain KRI yang memiliki karakteristik stabil dan nyaman melalui perhitungan kurva hydrostatic dan kurva bonjean?
 b. Menghitung kekuatan memanjang kapal terkait dengan beban kapal secara manjang?
 c. Menghitung kebutuhan tanaga penggerak kapal (main engine) untuk mendesain kapal dengan kecepatan dinas (service velocity) 18 knot?
 d. Menghitung kebutuhan energi listrik bagi seluruh peralatan di atas kapal?
 e. Menghitung break event point terkait dengan biaya pembuatan kapal?
 f. Mengkombinasikan sumber tenaga dari solar cell dengan sumber tenaga dari Electrical Genset?
 g. Membuat strategi dalam menciptakan KRI yang ramah lingkungan dari limbah yang dihasilkan?  

Tujuan Penelitian

Dari uraian pertanyaan penelitian yang telah diuraiakn di atas dapat disusun tujuan penelitian adalah sebagai berikut:

 a. Menganalisis desain KRI yang memiliki karakteristik stabil dan nyaman melalui perhitungan kurva hydrostatic dan kurva bonjean.
 b. Menganalisis kekuatan memanjang kapal terkait dengan beban kapal secara manjang.
 c. Menganalisis kebutuhan tenaga penggerak kapal (main engine) untuk mendesain kapal dengan kecepatan dinas (service velocity) 18 knot.
 d. Menganalisis kebutuhan energi listrik bagi seluruh peralatan di atas kapal.
 e. Menganalisis break event point terkait dengan biaya pembuatan kapal.
 f. Menaganalisis strategi mengkombinasikan sumber tenaga dari solar cell dengan sumber tenaga dari Electrical Genset.
 g. Menganalsis strategi dalam menciptakan KRI yang ramah lingkungan dari limbah yang dihasilkan.

Metodologi Perancangan Sistem Hibrid dengan Sumber Energi Solar cell-Fuel Cell-Gegerator

Pada penulisan ini yang menjadi objek pada studi kasus adalah mencari karakteristik sistem hybrid (gabungan) dari solar cell, fuel cell, baterai dan generator pada kapal markas LPD dengan konsep zero energy building. Dari studi kasus ini akan didapatkan komposisi terbaik dalam sistem gabungan dari energi terbarukan berupa solar cell (PV) serta fuel cell untuk mengecharge baterai ketika malam hari dan generator sebagai base load (beban dasar) dalam mensuplai energi listrik dari kapal markas. Data yang digunakan untuk memodelkan sistem dan menganalisa sistem itu sendiri dari beberapa faktor, yaitu faktor ekonomi, faktor emisi, dan faktor efisiensi energi. Data yang digunakan berupa pengumpulan data real beban listrik, data radiasi matahari per tahun, data harga pembelian dan perawatan, dan data daya keluaran komponen yang digunakan.

Skema Integrasi Sistem Hibrid Solar Cell - Fuel Cell - Generator

Instrumentasi studi kasus ini menggunakan software Hybrid Optimization Model for Electrical Renewable (HOMER). Dalam software ini terdapat beberapa komponen komponen dasar dalam sistem energi hybrid, seperti primary load, deferrable load, solar cell, fuel cell, generator, baterai, wind turbine, converter, hydrokinetic, hydro turbine ana grid . Software ini digunakan untuk melakukan simulasi terhadap sistem energi hybrid yang telah dibuat. Dimana dalam simulasi yang dilakukan akan didapatkan hasil perhitungan dalam segi ekonomi, polusi yang dihasilkan dari sistem energi hybrid tersebut, dan juga hasil daya yang mampu dihasilkan oleh komponen komponen yang digunakan. Dari hasil yang didapatkan dari simulasi tersebut, dapat dianalisa terkait dengan seberapa optimal sistem yang dibuat, dan seberapa sistem tersebut mampu diaplikasikan pada kapal markas LPD dengan konsep zero energy building.

Dalam skema integrasi sistem hibrid solar cell - fuel cell - generator tersebut terdapat beberapa komponen utama, yaitu beban utama, solar cell, fuel cell, baterai, converter, dan generator. Dalam skema tersebut, terdapat dua bus AC dan DC yang dihubungkan dengan sebuah converter. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini.

Dalam bus AC terdapat satu-satunya komponen beban, dan dalam bus DC terdapat komponen solar cell, fuel cell, dan baterai. Komponen komponen tersebut memiliki fungsi dan spesifikasinya masing masing.

Penentuan Nilai Konsumsi Energi Listrik Kapal Markas LPD

Berdasarkan peralatan yang mengonsumsi energi listrik pada kapal markas LPD terdapat daya listrik di setiap peralatan. Beberapa peralatan seperti, alat komunikasi, radar, lampu, AC pendingin, pompa, dispenser, magicom, TV, Radio, kompor listrik, exhaust dan lain-lain. Data daya listrik peralatan berdasarkan spesifikasi dari setiap peralatan dan penggunaan harian setiap peralatan juga perlu di hitung untuk dimasukan kedalam simulasi pada software HOMER pro.

Pada random variability di simulasikan, dengan asumsi day-to-day 10% dan timestep 10%. Untuk profil harian di jelaskan pada gambar 3.2. Data profil beban di dapatkan dari peralatan yang ada di kapal markas seperti data pada tabel 3.1. Dimana profil beban harian listrik pada kapal markas yang dimasukan kedalam simulasi, menggunakan model profil beban blank, dengan asumsi rata-rata energi skala harian sebesar 4477 kWh per hari dan beban puncak sekitar 291,40 kWp.

Gambar 3.3 diatas didapatkan nilai nilai beban dalam 12 bulan. Dalam grafik terdapat beberapa informasi seperti besar beban maksimum yang digunakan, rata-rata pemakaian batas atas per hari pada bulan tersebut, rata-rata pemakaian, rata-rata batas bawah beban yang digunakan, dan besarnya beban minimum yang digunakan dalam satu hari.

Sistem Integrasi Hibrid

Setelah memasukan data kedalam electric load atau beban kelistikan, kemudian memasukan komponen yang akan di integrasikan. Sumber energi yang di integrasikan pada kapal markas diantaranya solar cell, fuel cell, generator, baterai serta di jembatani oleh converter antara bus AC dan Bus DC.

a. Solar Cell Dalam skema integrasi ini digunakan solar cell sebagai sumber energi utama yang akan memenuhi semua kebutuhan beban yang ada. Solar cell yang digunakan dalam skema integrasi ini memiliki spesifikasi sebagai berikut :

Dalam Gambar 3.4 terdapat beberapa hal utama, seperti harga, besar daya yang dapat dihasilkan dari sistem solar cell ini, jenis daya yang dihasilkan dari sistem solar cell, dan jangka waktu pengggunaan sistem solar cell. Untuk daya yang dipasang diatas deck halikopter sebesar 150 kW.

Untuk perhitungan mendapatkan nilai 150 kW sebagai berikut :

Luas deck halikopter  (L) = 22 m x 67 m = 1474 m2
Luas diameter Lingkaran Halicap = π x r2 = π x (12,25)2 m = 471 m2
Luas Pemasangan Solar Cell (PV) = 1474 m2 - 471 m2 = 1003 m2

Ukuran solar cell (PV) yang 1 kW standarnya 6 m2, untuk lebih jelasnya dengan ukuran PV dapat dilihat pada gambar 3.6. Ukuran panel surya dengan kapasitas 335 Wp yaitu 2 m2, berarti untuk kapasitas 1 kWp membutuhkan luas lahan 6 m2. Jika diasumsikan luas lahan yang dipasang PV seluas sekitar 1000 m2. Jadi PV yang di pasang sebesar : PV yang dipasang = 1000 m2 dibagi 6 m2/kW = 166,67 kW

Maka biar lebih enak untk pemasangan inverternya lebih baik di pasang sebesar 150 kWp.

• Radiasi Matahari Radiasi Matahari adalah komponen terpenting yang harus diperhatikan dalam penggunaan sistem solar cell karena menjadi sumber energi yang akan digunakan oleh solar cell. Intensitas radiasi matahari sendiri memiliki besar yang berbeda-beda disetiap tempat. Hasil yang didapatkan dari data program HOMER Pro terkait dengan besar radiasi matahari di laut daerah bangka belitung. Gambar 3.7 ditunjukkan grafik radiasi matahari.

• Temperatur Lingkungan Temperatur menjadi salah satu komponen yang mempengaruhi seberapa optimal kinerja dari sistem solar cell. Temperatur yang didapatkan didapat langsung dari program dengan menunjukkan titik tempat yang akan diuji. Lebih jelasnya pada gambar 3.8.

b. Fuel Cell Dalam skema integrasi ini digunakan fuel cell sebagai sumber energi utama yang akan memenuhi semua kebutuhan beban yang ada. Fuel Cell yang digunakan dalam skema integrasi ini memiliki spesifikasi sebagai berikut :

Dalam Gambar 3.9, kotak penulisan cost mencakup biaya modal awal dan biaya penggantian fuel cell, serta biaya pemeliharaan tahunan (operational & maintenance). Untuk biaya penggantian dan biaya O&M tidak ada, karena dalam fuel cell tidak ada penggantian dan perawatan setiap tahunan atau pun bulanan. Jadi untuk biaya yang dibutuhkan dalam fuel cell hanya biaya awal pembelian alat dan biaya bahan bakar. Fuel cell ini menggunakan bahan bakar methanol dengan harga perliter sebesar Rp. 11.000,- hampir sama dengan biaya bahan bakar diesel. Dalam integrasi hibrid di kapal markas, untuk fuel cell di pasang sebesar 120 kWp.

c. Generator Sumber energi listrik generator merupakan sumber energi utama pada skema integrasi di kapal markas. Generator yang awalnya menggunakan 3 unit dengan kapasitas 156 kW, setelah di integrasikan dengan sumber energi seperti solar cell dan fuelnya menjadi 1 unit generator. Biaya awal untuk pengadaan generator, diasumsikan sebesar Rp. 650.000.000,- dengan biaya operational & maintenance (O&M) sebesar Rp. 2.5000,- per jam. Untuk biaya bahan bakar menggunakan diesel harga per liternya sebesar Rp. 11.000,- dimana kapasitas generator yang terpasang dengan daya 156 kW. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.10.

d. Baterai Pada skema integrasi ini digunakan baterai sebagai penyimpanan energi dari solar cell pada siang hari dan dari fuel cell yang akan dijadikan cadangan energi untuk penggunaan di malam hari. Jika baterai dalam penggunaan beban yang meksimal, maka akan di suport oleh generator. Baterai yang digunakan dalam skema integrasi ini memiliki spesifikasi seperti yang telah ditunjukkan pada Gambar 3.11.

Dalam Gambar 3.11, kotak penulisan Cost mencakup biaya modal awal (capital cost) dan biaya penggantian baterai (replacement), serta biaya pemeliharaan tahunan (Operational & Maintenance). Saat menentukan biaya modal, masukkan dan hitung semua biaya yang terkait dengan baterai termasuk biaya pemasangan dan lain-lain. Biaya modal adalah harga pembelian awal baterai, biaya penggantian adalah biaya pergantian baterai pada akhir masa pakainya, dan biaya operasi dan perawatan adalah biaya operasi dan pemeliharaan tahunan baterai. Biaya di setiap baris harus sesuai dengan ukuran yang dimasukkan di kolom pertama. Harga adalah salah satu komponen penting dalam penelitian ini. Dalam sistem baterai membutuhkan modal awal sebesar Rp. 8.200.000,00 dan harga pergantian baterai tidak ada, karena life time baterai 10 tahun, sama dengan lama projek berlangsung.

e. Converter Pada percobaan ini terdapat dua jenis bus, yaitu bus AC dan bus DC. Pada bus AC terdapat beban utama dan generator untuk percobaan ini, dan pada bus DC terdapat semua pembangkit seperti fuel cell, solar cell, dan baterai. Oleh karena itu dibutuhkan converter untuk menyuplai daya ke bus yang berbeda. Pada HOMER ini, terdapat inverter dan rectifier untuk menyuplai daya ke bus yang berbeda. Inverter berfungsi untuk menyuplai daya dari bus DC ke bus AC, dan rectifier berfungsi untuk menyuplai daya dari bus AC ke bus DC. Lebih jelasnya dengan spesifikasi converter, dapat dilihat pada gambar 3.12.

Harga converter setiap 1 kW sebesar Rp. 12.000.000,- dengan kapasitas converter yang di pasang sebesar 150 kW, sebab rata-rata energi skala harian sebesar 4477 kWh per hari dan beban puncak sekitar 291,40 kWp dan spesifikasi generator yang ada dengan daya sebesar 156 kW. Life time converter selama 10 tahun, sama seperti halnya baterai, fuel cell, solar cell, dan generator.

Lebih jelasnya dapat dilihat dilink berikut [17]

Pertemuan 14 Komputasi Teknik (06/05/19)

Analisa Sistem hibrid Menggunakan Software HOMER Pro

Penjelasan mengenai tahapan perhitungan "Sistem Hibrid pada Kapal Markas TNI menggunakan Software HOMER" lebih jelasnya dapat dilihat di link Youtube dibawah ini.

https://www.youtube.com/watch?v=TMv2kzsUtDk&t=306s

untuk hasil report dari software homer dijelaskan pada BAB IV di link berikut. [18]