03. Djajusman Hadi, dari Kaki Angsa bisa Jadi Pembangkit Listrik Luar Biasa

Oleh: Merry Magdalena, sumber materi: Djajusman Hadi


Jurnal Energi – Siapa bisa hidup tanpa listrik? Di masa kini, semua manusia sudah pasti butuh listrik. Terlebih lagi populasi terus membengkak, namun stok energi fosil makin menipis. Maka tak heran jika orang kreatif seperti Djajusman Hadi punya ide untuk mengembangkan aplikasi pembangkit listrik sendiri. Pemenang Lomba Rancang Bangun Teknologi Pedesaan (Kaji Terap IPTEK), menerima Plakat Penghargaan (Habibie Awards) dari Menristek/Ketua BPPT Prof. Dr. Ing. BJ. Habibie di BPPT Jakarta Tahun 1995 ini dengan rendah hati berbagi pengalamannya menemukan kincir air kaki angksa kepada Jurnal Energi.



Djajusman Hadi bersama temuannya, Kincir Air Kaki Angsa. (Sumber foto: Djajusman Hadi)


Dari man ide membangun aplikasi unik kaya manfaat ini?


Ide datangnya secara tidak sengaja dan murni dari kami sendiri. Dalam hal ini penemunya adalah 2 orang yaitu saya sendiri dam sahabat serta rekan kerja saya, Budiharto. Sejak tahun 1998 kami gemar melakukan pengamatan pada sungai dan disitulah kami melihat angsa berenang yang secara filosofis, saat itu kami seakan mendapat ilham atau gambaran bahwa pergerakan kaki angsa saat berenang seakan muncul kekuatan energi,” ungkap lelaki kelahiran Malang, 17 Nopember 1967 ini.


Sangat Efisien


Lebih jauh Djajusman memaparkan, pada gaya kaki angsa saat berenang di sungai dimanifestasikan dalam bentuk baling-baling dan sirip-sirip kincir air, yang saat itu masih bentuk sketsa. Namun saat itu mereka tidak berpikir tentang kincir, apalagi keinginan untuk mengembangkannya. Tetapi justru hal ini terlahir dari ilham mendadak ke arah pemikiran konseptual pada saat di sungai angsa berenang. “Pemikiran kami adalah bagaimana mengubah gaya kinetis (kaki angsa) dari energi air (arus sungai) menjadi energi listrik (transfer ke generator),” ungkap peraih gelar S-2 di Pascasarjana Unibraw ini.



Kincir Air Kaki Angsa saat beroperasi pada aliran sungai kecil

(lebar 7 m, kedalaman 70 cm) di Kedung Kandang Kota Malang, 2 Januari 2008



Kebanyakan turbin yang secara praktis dikembangkan untuk pembangkit daya hidro selama ini adalah turbin untuk instalasi air dengan menggunakan dam. Desain turbin tersebut sangat efisien untuk sungai dengan dam karena tersedia head dan gaya yang maksimum yang diperlukan untuk operasi turbin. Akan tetapi, deisain konvensional tersebut memiliki keterbatasan, karena pembuatan dam membutuhkan biaya besar dan tidak semua sungai memungkinkan dibangun dam karena alasan lingkungan dan mengganggu proses migrasi ikan. Selain itu, disain turbin konvensional juga tidak bisa digunakan untuk mengekstrak energi yang bersumber dari aliran arus laut maupun sungai dengan grade yang rendah. Oleh karena itu diperlukan disain turbin baru yang dapat beroperasi secara efisien dan mampu mengekstrak energi dari free fluid flow atau zero head water power resources.


Aplikasi ini bisa menjadi pembangkit energi pedesaan yang merupakan temuan baru untuk membangkitkan energi alternatif dan ramah lingkungan. Berkat temuan ini, Djajusman sudah memegang Paten No P00200200460, Diumumkan oleh Kantor Paten pada Tgl. 05-2-2004; No.038.157A, Departemen Kehakiman dan HAM).


Nilai Plus


Berbeda dengan pembangkit energi terbarukan yang agak rumit, Kincir Air Kaki Angsa ini punya banyak kelebihan:


  • Tidak memerlukan adanya ketinggian seperti pada air jatuh/air terjun.

  • Tidak memerlukan bendungan. Tetapi jika alat ini ditempatkan pada kedua hal tersebut juga sangat potensial. Prinsipnya alat ini dapat beroperasi pada aliran sungai kecil dan biasanya banyak dijumpai di pedalaman, lokasi pegunungan yang jauh dari jangkauan jaringan listrik.


Kincir tersebut sangat sesuai untuk merubah kecepatan aliran fluida menjadi energi lain berupa putaran poros, disebabkan kemampuan sudu-sudunya untuk membuka dan menutup. Sebagian sudu menutup untuk menangkap aliran fluida sehingga menimbulkan gaya dorong dan menghasilkan torsi dan pada saat yang sama sudu pada posisi yang berlawanan membuka sehingga tidak menangkap aliran fluida. Dengan demikian torsi yang dihasilkan oleh sebagian sudu tidak dihilangkan atau dikurangi oleh sudu pada posisi yang berlawanan. Maka pengembangan disain kincir kaki angsa perlu terus dilakukan dalam rangka mencari desain yang paling bagus, efisien dan dapat secara maksimal mengekstrak energi kinetik dari free fluid flow yang potensinya melimpah di Indonesia.


Berikut adalah manfaat dari Kincir Air Kaki Angsa:


  • Untuk memperoleh sumber energi yang murah dan tidak dapat habis.

  • Untuk memperoleh energi yang ramah lingkungan.

  • Untuk mencari alternatif pengganti energi minyak dan gas.

  • Untuk mengembangkan teknologi tepat guna bagi masyarakat pedesaan.

  • Untuk membantu memecahkan masalah pemerataan listrik bagi masyarakat pedesaan.

  • Untuk membantu meningkatkan produksi industri di pedesaan, baik industri pertanian, perikanan dan agro industri.

  • Untuk mengembangkan ilmu dan teknologi di Indonesia.



Prinsip Kerja Kincir Air Kaki Angsa


Sesuai namanya, prinsip kerjanya didasari oleh cara kerja kaki angsa pada saat berenang. Kalau diperhatikan secara seksama angsa berenang, maka angsa dapat bergerak maju ini disebabkan susunan selaput kaki angsa yang dapat membuka dan menutup. Jika kaki angsa bergerak ke depan maka susunan selaput kaki menutup sehingga gaya tekanan air yang menghambat kaki angsa kecil dan bila kaki angsa bergerak ke belakang selaput kaki angsa membuka dan gaya tekan yang mengenai kaki angsa besar hingga dapat mendorong badan angsa maju ke depan. Gerakan kaki angsa maju mundur pada waktu berenang, menunjukkan bahwa dua kaki angsa tersebut bergerak berlawanan, satu kaki mengayun ke depan satu kaki lainnya mengayun ke belakang. Kaki angsa yang mengayun ke belakang selaput kaki membuka sehingga dapat menghadang air dan menimbulkan gaya dorongan ke depan, sedangkan pada kaki angsa yang bergerak ke depan selaput kaki dilipat sehingga hambatannya kecil dan tidak menimbulkan dorongan ke belakang dari gerakan ini. Prinsip kerja kaki angsa inilah yang mendasari pembuatan kincir kaki angsa.


Cukup lumayan bukan, bisa menghidupkan lampu pijar, dan alat elektronik lain?


Apabila sebilah lembaran besi/baja atau papan kayu dimasukkan di dalam air sungai yang mengalir dilengkapi dengan poros di tengah papan tersebut maka papan tersebut mendapat gaya dorong dari depan baik papan yang ada di bawah poros maupun yang di atas poros mendapat gaya yang sama besar. Dalam keadaan demikian papan tidak dapat berputar atau bergerak karena gaya dorong ke belakang yang diterima papan di bawah poros mengungkit ke depan di atas poros, sedangkan papan atas poros juga mendapat gaya dari depan maka terjadilah tumbukan dua gaya yang berlawanan arah sama besar. Untuk mendapatkan gerakan berputar seperti yang diinginkan gaya yang didapat dua bagian papan tersebut harus dibuat berbeda dengan cara melipat salah satu bagian papan tersebut.


Tantangan dan Harapan


Dalam menciptakan dan mengembangkan temuannya, Djajusman juga mengalami tantangan tersendiri, yaitu sulitnya membagi waktu antara pekerjaan dinas (rutinitas tugas pokok dan tanggung jawab sebagai PNS) dengan sisa waktu untuk melakukan riset dan rancang bangun teknologi.


“ Selain itu, tantangan dari aspek biaya yang cukup besar dalam membuat Kincir skala sedang, maupun besar. Artinya, pengeluaran dana untuk membuktikan temuan ini agar dapat terwujud menjadi sesuatu yang nyata, tentunya pengorbanannya adalah pengeluaran uang di luar perencanaan kebutuhan keluarga karena komitmen kuat kami dalam uji coba invention,”tambah Djajusman.


Namun di sisi lain ia juga sangat bersemangat, sebab didukung keluarga, masyarakat sekitar, dan instansi tempatnya bekerja, yakni Universitas Negeri Malang. Artinya totalitas punya dukungan yang kuat dan doa restu karena masalah ciptaan ini bukan terlahir untuk berfikir profit dulu melainkan berfikir bagaimana kepentingan umat manusia terhadap ketergantungan listrik dapat dibantu melalui penemuan kami ini. Dukungan mereka terhadap hasil penelitian kami ini cukup solid dan kuat, artinya penelitian ini bukan penelitian turunan atau mencontoh, tetapi terlahir atas ilham dan anugerah dari Allah SWT yang mengamanatkan ilmunya kepada kami. Padahal notabene kami tidak terlahir dengan akademisi ilmu dari teknik mesin atau elektro arus kuat. Hanya secara kebetulan kami punya naluri berpikir pada kebutuhan umat terhadap kelistrikan di pedesaan dan daerah terpencil,” lanjut Djajusman.


Tentu saja ada keinginan mengkomersialkan temuan ini, sebab dalam pembuatannya membutuhkan dana dan pemikiran. Tetapi misi utama untuk sementara waktu adalah mewujudkan aplikasi alat ini di suatu tempat atau daerah. Sementara ini sudah ada pesanan untuk wilayah Malang, Jawa Timur, dan Jayapura, Papua. Kinci Air Kaki Angsa memerlukan setting khusus untuk lokasi pedalaman.


Menurut Djajusman, sejauh ini belum ada kalangan industri yang tertarik, akibat kurangnya publikasi dan transformasi teknologi yang dapat dikomersialkan atau diproduksi massal. Kendala utama dari pengembangan aplikasi ini adalah kurangnya dukungan dana penelitian dan pengembangan, baik dari dinas pendidikan maupun instansi lain yang terkait, dan kurangnya bantuan pendanaan dari sponsor (lembaga, industri, investor) guna mengembangkan riset lanjutan.


Djajusman sebagai peneliti sekaligus Wakil Ketua Paguyuban Mikrohidro Kali Serinjing, Kediri, adalah agar pemerintah memberi perhatian tidak hanya terfokus pada PLTMH saja. “Naluri kami, jika temuan seperti milik kami dikembangkan dan ditingkatkan niscahya menjadi energi terbarukan yang dapat dijadikan partner PLTMH dalam membumikan energi terbarukan ke depan,” ujar Djajusman yang juga sukses mengantarkan Kincir Air Kaki Angsa dalam pameran nasional dalam Gelar Produk Perguruan Tinggi dalam rangka pameran Hari Pendidikan Nasional di Jakarta pada 22-24 Agustus 2005.***



Boks terpisah:

Bagian-bagian Kincir Air Kaki Angsa:


  • Sirip Kincir (Sudu)

Sudu kincir merupakan bagian kincir yang penting, berfungsi untuk menghimpun gaya dorong yang ditimbulkan oleh arus sungai yang datang dari depan. Sudu ini akan mengatur besar kecilnya gaya yang diperlukan untuk memutar kincir. Pada prinsipnya cara kerja sudu kincir mirip cara kerja katup. Jika gaya dorong di butuhkan untuk memutar kincir maka daun-daun sudu harus menutup, jika tidak diperlukan akan dibuka sehingga arus air dapat menerobos melewati daun-daun pintu yang terbuka dan memperkecil gaya dorong arus air. Secara lebih jelas ditunjukkan oleh Gambar 2 dan 3.



Gambar 2. Sudu tampak depan 



 Gambar 3. Sudu tampak samping


Pada Gambar 2 jika diperhatikan satu baling-baling terdiri dari sederetan sudu . Sudu-sudu dapat membuka menutup dan dipasang pada satu batang pipa yang di tengahnya dipasang poros sebagai tempat kedudukan sudu-sudu tersebut. Satu batang pipa (sebagai kerangaka baling-baling) dipasang sederetan sudu yang ada di atas poros dan di bawah poros. Sudu-sudu yang ada di bawah dipasang posisi menutup sehingga akan membendung arus air sungai dari depan yang menyebabkan sederetan sudu tersebut akan mendapat gaya dorong yang besar, sedangkan deretan sudu di atas poros dipasang dalam posisi membuka maka arus air akan dapat menerobos sederetan sudu tersebut dan tidak akan menimbulkan gaya dorong ke belakang.


Perbedaan gaya dorong ini yang menimbulkan sudu di bagian bawah akan terseret arus air ke belakang. Karena kedudukan dua deretan sudu terletak pada satu batang poros, maka pergeseran sudu di bawah poros akan mendorong ke depan sudu diatas poros dan berbalik posisi. Sederetan sudu yang berada diposisi atas akan berganti di bawah kumudian diterpa arus air dari depan dan akhirnya menutup. Pergerakan sudu ini yang menyebabkan kincir air bergerak berputar mengikuti arus air sungai. Agar pergerakan putaran kincir tidak tersendat, maka kincir harus dipasang sudu lebih banyak.

Pada Gambar 3, jika diperhatikan arah anak panah yang mewakili arus sungai, maka akan tampak bahwa sudu di bawah poros dalam posisi menutup menghalangi arus air sedangkan sudu bagian atas pada posisi membuka sehingga arus air dapat menerobos masuk tanpa menimbulkan gaya dorong ke belakang. Perbedaan gaya dorong inilah yang menyebabkan kincir dapat berputar di dalam air.

Sudu-sudu berfungsi untuk mengatur tekanan arus air sungai agar dapat memutar kincir. Sudu-sudu terdiri dari sederetan daun-daun pintu. Daun-daun pintu dapat membuka dan menutup secara otomatis. Membuka dan menutup daun pintu ini dikendalikan dengan alat yang disebut taji-taji, sehingga kincir bisa bergerak memutar secara stabil. Gerakan kincir rnenimbulkan energi putar yang diteruskan ke poros, kemudian diteruskan ke transmisi percepatan dan akhirnya untuk memutar generator pembangkit listrik.

  • Taji-taji Daun Pintu Sirip (Sudu)

Taji-taji adalah alat untuk mengatur menutup sudu-sudu sesuai dengan yang diinginkan. Ketepatan membuka dan menutup sudu-sudu akan menentukan perolehan gaya untuk memutar kincir, jika membuka dan menutupnya daun-daun pintu tidak tepat baling-baling tidak dapat mengerakan kincir. Gambaran lebih jelasnya ditunjukkan oleh Gambar 4.


d. Desain Alat

Desain Kincir Kaki Angsa ini dirancang lebih pendek dan seluruh badan kincir di benamkan atau dipasang di dasar sungai sehingga tidak terpengaruh dengan pasang surut air sungai, kincir ini dirancang khusus agar dapat berputar di dalam air meskipun pada aliran rata. Kincir ini akan dapat menghasilkan energi listrik dengan daya sebesar 100 s/d 10.000 Watt per Unit.(Sumber tulisan: Djajusman Hadi) ***



Comments