Analisa Energi dan Eksergi Unjuk Kerja Mesin Diesel Dual Fuel Biodiesel (B30)-Syngas Hasil Gasifikasi Pelet Kayu dengan Perubahan Air Fuel Ratio dan Beban Daya

Abstract

Ketergantungan manusia akan penggunaan energi fosil sebagai sumber energi pembangkit listrik dapat direduksi dengan penggunaan syngas hasil gasifikasi biomassa yang dapat digunakan pada mesin diesel dual fuel. Pada mesin diesel dual fuel terdapat permasalahan berupa penurunan efisiensi termal yang disebabkan oleh rendahnya air fuel ratio (AFR), sehingga mengakibatkan terjadinya campuran kaya. Untuk mengetahui parameter unjuk kerja mesin diesel dual fuel dapat digunakan metode analisa eksergi yang mampu menunjukkan kualitas dan kuantitas suatu energi serta besarnya loses selama proses konversi energi. Penlitian ini menggunakan mesin diesel generator set yang dihubungkan dengan pembebanan lampu yang diatur dengan daya keluaran 500W-3000W dan kenaikan interval setiap 500W. Variasi yang dilakukan adalah dengan melakukan perubahan air fuel ratio (AFR) serta melakukan penambahan mass flowrate udara yang akan memasuki ruang bakar menggunakan blower. Terdapat 5 jenis variasi AFR yang diatur oleh dimmer sesuai dengan kapasitas blower. Nilai AFR yang digunakan adalah 10, 15, 20, 22, dan 25. Hasil yang didapatkan berupa variasi AFR 15 memberikan hasil yang optimum terhadap unjuk kerja mesin diesel dual fuel. Terdapat penurunan laju konsumsi bahan bakar biodiesel yang cukup signifikan yaitu 0,0001236 kg/s (0,1236 gram/s), dibandingkan dengan sistem single fuel yaitu sebesar 0,000287 kg/s (0,287 gram/s). Efisiensi thermal sistem single fuel masih berada di atas sistem dual fuel. Namun, efisiensi thermal pada variasi AFR 15 masih berada diatas variasi AFR lainnya dan memiliki nilai rata-rata sebesar 20%. Efisiensi eksergi sistem dual fuel masih berada dibawah sistem single fuel yang dikarenakan penambahan syngas membuat kinerja mesin diesel kurang optimal. Eksergi input yang masuk ke mesin diesel menjadi lebih besar sedangkan daya yang dihasilkan cenderung sama. Penghematan konsumsi biodiesel terbaik berada pada variasi AFR 15 dengan rata-rata jumlah biodiesel tersubstitusi atau jumlah penghematan sebesar 58%.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).