1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi otomotif yang begitu pesat telah menuju ke arah

terciptanya teknologi KERS (Kinetic Energy Recovery System). Kinetic Energy Recovery System (KERS) adalah perangkat yang berfungsi untuk menyimpan energi kinetik dan dimanfaatkan kembali untuk menambah akselerasi kendaraan.

Penyimpanan energy kinetik dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu diambil pada saat roda mulai berputar atau saat terjadi pengereman. Sedangkan teknik penyimpanan dapat disimpan dalam baterei, pegas atau flywheel.

Pada prinsipnya teknologi KERS terbagi menjadi dua yaitu sistem elektro-mekanis dan full-mekanis. Sistem elektro-mekanis adalah sistem KERS yang menyimpan energi kinetik hasil pengereman dengan cara memutar poros generator yang kemudian dikonversi menjadi energi listrik dan disimpan di baterai/kapasitor. Sistem yang kedua adalah full-mekanis dengan menggunakan flywheel sebagai tempat penyimpanan energi.

Saat ini teknologi KERS sudah diaplikasikan pada sepeda oleh Chenghan Li (2008). Sistem KERS pada penelitian ini menggunakan prinsip putaran roda. Aplikasi KERS pada sepeda sistem KERS tersebut mengunakan sistem full-mekanis dengan komponen penyimpan energi mengunakan torsi pegas. Energi kinetik dari putaran roda akan diteruskan ke torsi pegas melalui system CVT. Energi pada torsi pegas bergerak dari diameter kecil ke diameter besar pegas, pada saat ini terjadi pembalikan energi sehingga membantu proses deceleration. Pada CVT kecepatan akan dikurangi dengan bantuan reducer gear, perubahan kecepatan akan terbaca oleh accelerometer. Kemudian mikrokontroller akan membandingkan kecepatan awal dan akhir sehingga pada akhirnya mengontrol proses deceleration menjadi lebih halus. Pada proses acceleration energi yang disimpan pada pegas torsi akan dikembalikan ke sistem dengan cara yang sama

2

tetapi dengan arah yang berlawanan. Sistem ini relatif sederhana dan kapasitas penyimpan energinya sangat kecil.

Teknologi KERS juga telah diaplikasikan pada bus oleh Brockbank C, Greenwood C (2009) dari torotrak mengembangkan sistem KERS pada bus. Sistem KERS pada penelitian ini menggunakan sistem elektro-mekanis dengan Flywheel berfungsi untuk menangkap energi kemudian disimpan di baterei. Hal ini disebabkan karena kebutuhan energi yang cukup besar untuk perjalanan jarak jauh. Kelemahan pada sistem ini adalah kapasitas penyimpanan energinya dan power transmission kurang sesuai untuk diterapkan pada kendaraan pada umumnya

Teknologi KERS juga telah berhasil di aplikasikan pada mobil F1 untuk regulasi terbaru tahun 2009 (Mosley, 2009). Tujuannya adalah untuk meningkatkan akselerasi mobil F1 serta mengurangi tingkat emisi dengan pembangkitan kembali energi yang dibuang saat pengereman. Pada saat mobil melakukan pengereman maka flywheel akan menyimpan energi dalam bentuk kinetik, energi yang tersimpan dalam flywheel bisa digunakan kembali untuk menambah kecepatan. KERS yang digunakan pada mobil F1 dibuat oleh perusahaan Flybrid dari Inggris. Energi yang bisa dihemat dari alat yang diciptakan perusahaan tersebut yaitu sekitar 400 kilojoule untuk setiap lap. Apabila dikonversikan sama dengan 80 HP atau 60 KW dalam waktu 6,67 detik. Selanjutnya akan dikembangkan lagi KERS F1 dengan spesifikasi yang lebih tinggi yaitu 200 KW serta mempunyai desain yang lebih kecil dan ringan.

Penerapan teknologi KERS untuk kendaraan roda dua didasarkan pada jumlah sepeda motor di Indonesia yang saat ini sudah mencapai sekitar 40 juta dan pertambahan tiap tahunnya mencapai sekitar 4 juta unit. Hal ini terlihat dari data penjualan sepeda motor dari Asosiasi Industri Sepeda motor Indonesia (AISI). Pada tahun 2007 total penjualan sepeda motor anggota Asosiasi Industri Sepeda motor Indonesia (AISI) sebesar 4,688 juta unit, sedangkan pada tahun 2008 sebesar 6,215 juta unit (sumber: http//www.antaranews.com). Dari jumlah tersebut sepeda motor merupakan penyumbang polusi terbesar dan pemakai bahan bakar minyak yang sangat besar. Polusi ini menyebabkan terjadinya efek rumah

3

kaca yang akan berpengaruh pada keseimbangan alam. Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer yang disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorpsinya. Selain itu Cadangan minyak bumi di Indonesia diprediksi tersisa sekitar 3,9 miliar barel. Dengan kondisi yang semakin menipis ini, cadangan minyak hanya cukup untuk 11 tahun ke depan.

Mengacu pada penelitian sebelumnya mengenai aplikasi KERS dan banyaknya kendaraan roda dua di Indonesia maka penerapan teknologi KERS juga diharapkan dapat diterapkan pada kendaraan roda dua, sehingga pada thesis ini akan dibuat sistem KERS untuk diterapkan pada sepeda motor agar akselerasi lebih optimal. Sistem yang digunakan adalah full mekanis karena keunggulan Flywheel sebagai komponen utama. Pada thesis ini akan dikembangkan sebuah prototipe sistem KERS dengan menggunakan kendaraan roda dua yang berteknologi CVT (Continuously Variable Transmission). Sistem ini mulai bekerja pada saat pengereman. Energi kinetik dari roda akan diteruskan oleh gear ratio dan kopling magnet ke flywheel. Energy yang berasal dari roda akan tersimpan di flywheel. Pada saat pengereman kopling magnet akan terhubung dengan flywheel dan putaran roda akan berkurang akan tetapi flywheel tetap berputar. Sehingga energi kinetik ini dapat dimanfaat kembali setelah terjadi pengereman untuk menambah dorongan kendaraan.

1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dikaji, dibahas dan diselesaikan dalam penelitian

ini adalah sebagai berikut. 1. Bagaimana menganalisa sistem KERS yang akan diterapkan pada sepeda

motor ditinjau dari energi yang tersimpan dan space yang tersedia. 2. Bagaimana merancang sistem KERS yang diterapkan pada sepeda motor

untuk menambah akselerasi.

4

3. Bagaimana teknik penyimpanan energi kinetik roda kedalam sistem penyimpanan secara efektif.

4. Bagaimana melepas kembali energi yang tersimpan untuk menambah percepatan kendaraan.

1.3 Tujuan Penelitian Penelitian berkaitan dengan Teknologi KERS pada sepeda motor untuk

menambah akselerasi kendaraan mempunyai beberapa tujuan sebagai berikut. 1. Menganalisa penerapan teknologi KERS pada sepeda motor untuk

meningkatkan akselerasi.

2. Membuat pemodelan sistem KERS untuk diterapkan pada sepeda motor agar akselerasi dapat optimal.

3. Menguji karakteristik/performa sistem KERS pada sepeda motor pada simulasi matlab.

1.4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Sistem Kinetic Energy Recovery System (KERS) ini diharapkan menyimpan energi kinetik akibat perputaran roda dan dimanfaatkan untuk menambah dorongan kendaraan.

2. Dalam jarak yang sama apabila menggunakan KERS akan lebih efisien. 3. Hasil dari penelitian ini diharapkan menjadi masukan bagi dunia industri

otomotif dalam bidang perancangan sistem KERS.

1.5 Batasan Masalah Agar perancangan analisa yang dilakukan menjadi lebih terarah tanpa

mengurangi maksud dan tujuannya, maka ditentukan batasan permasalahan sebagai berikut : 1. Kontrol kopling yang digunakan untuk menyambung dan melepas flywheel. 2. Menggunakan flywheel sebagai tempat penyimpanan energi. 3. Membuat simulasi kerja sistem KERS dengan menggunakan software Matlab

untuk mengetahui performance KERS dengan variasi waktu pengereman.