Sistem Pemanen Energi Berbasis Piezoelektrik Sebagai Sumber Energi Terbarukan Pada Konstruksi Jalan

Ayi Muhsinin, Hilman Badruzzaman, Agi Rivi Hendardi

Abstract


Piezoelektrik adalah bahan yang dapat menghasilkan energi listrik ketika diberikan tekanan serta regangan secara mekanik begitupun sebaliknya. Energi kinetik yang dihamburkan secara besar-besaran dari lalu lintas jalan raya adalah sumber energi berkelanjutan yang dapat diperoleh melalui efek piezoelektrik. Perancangan sistem diperlukan untuk mengubah energi deformasi yang disebabkan oleh kendaraan yang bergerak dari perkerasan menjadi energi listrik secara optimal, sedangkan inovasi pemanfaatan piezoelektrik dalam bidang teknik sipil di Indonesia masih terbatas. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperkenalkan sistem piezoelektrik sebagai sumber energi terbarukan dan berkelanjutan yang memanfaatkan energi deformasi kendaraan menjadi energi listrik dengan media perkerasan jalan. Metode penelitian menggunakan metode deskriptif dengan data kuantitatif berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan oleh para peneliti yang tertuang dalam beberapa jurnal dan telah melakukan perancangan serta pengujian sistem pemanen energi. Hasil penelitian menunjukkan, beberapa penelitian telah mendesain sistem pemanen energi jalan raya berbasis piezoelektrik yang mendapatkan hasil potensial listrik yang optimal diantaranya: ditemukan sistem pemanen energi piezoelektrik inovatif yang mencapai kepadatan energi setinggi 15,37 J/(m.pass.lane) . Kinerja pemanenan energi adalah dipengaruhi oleh bobot kendaraan, kecepatan, dan lokasi pemasangan modul energi. Mekanisme amplifikasi memungkinkan perangkat untuk sepenuhnya mengeksplorasi potensi konversi daya dari bahan piezoelektrik dan dapat mengirimkan listrik yang dipanen jauh lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh bahan piezoelektrik yang sama di bawah langsung pembebanan tekan tanpa amplifikasi. Teknologi pemanen energy berbasis piezoelektrik memiliki potensi besar untuk menjadi bagian dari jalan raya pintar. Hal ini membuktikan bahwa pemanfaatan system piezoelektrik sangat berpotensi sebagai sumber energy terbarukan di Indonesia.

Kata kunci: Piezoelektrik, Deformasi, Energi, Jalan.


Full Text:

PDF

References


Afif, M. and Rini, N.P. (2018) ‘Rancang Bangun Instalasi Lampu Pju

Termodifikasi Ldr Berbasis Material Piezoelektrik Pada Polisi Tidur’, Jurnal Fisika FLUX, 14(2), p. 85. Available at: https://doi.org/10.20527/flux.v14i2.3930.

Anwar, S. et al. (2019) ‘Pengukuran Energi Listrik Berbasis PZEM-004T’, Prosiding Seminar Nasional Politeknik Negeri Lhokseumawe, 3(1), pp. 272–276. Available at: http://e- jurnal.pnl.ac.id/index.php/semnaspnl/article/view/1694.

Aziz, I.N., Fadililah, S.T.U. and Eng, M. (2021) ‘Rancang Bangun Alat Pembangkit Listrik dengan Memanfaatkan Hasil Gaya Tekan Kendaraan

Bermotor di Pintu Masuk Parkir’. Available at:

http://eprints.ums.ac.id/id/eprint/92431%0Ahttp://eprints.ums.ac.id/9243 1/11/NASKAH PUBLIKASI.pdf.

Chen, C. et al. (2021) ‘A high density piezoelectric energy harvesting device from highway traffic — System design and road test’, Applied Energy, 299(January), p. 117331. Available at: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.117331.

Hwang, W. et al. (2019) ‘Watts-level road-compatible piezoelectric energy harvester for a self-powered temperature monitoring system on an actual roadway’, Applied Energy, 243(December 2018), pp. 313–320. Available at: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.03.122.

Jasim, A. et al. (2017) ‘Optimized design of layered bridge transducer for piezoelectric energy harvesting from roadway’, Energy, 141, pp. 1133– 1145. Available at: https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.10.005. Jasim, A. et al. (2018) ‘Laboratory testing and numerical simulation of piezoelectric energy harvester for roadway applications’, Applied Energy, 224(May), pp. 438–447. Available at: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.05.040.

Kalyani, V.L., Piaus, A. and Vyas, P. (2015) ‘Harvesting Electrical Energy via Vibration Energy and its Applications’, Journal of Management Engineering and Information Technology (JMEIT, (2), pp. 2394–8124.

Kim, S., Shen, J. and Ahad, M. (2015) ‘Piezoelectric-Based Energy Harvesting

Technology for Roadway Sustainability’, International Journal of Applied Science and Technology, 5(1), pp. 20–25.

Pathoni, H. et al. (2021) ‘Design speed bump piezoelectric used pressure method (case study Jambi University gate portal)’, Journal of Physics:

Conference Series, 1731(1). Available at: https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1731/1/012061.

Pratama, L.P., Herdiyansyah, R.A. and Manfaluthy, M. (2022) ‘Rancang Bangun Prototipe Pemanen Energi Getaran pada Speed Bump

Menggunakan Tranducer Piezoelectric’, Medika Teknika : Jurnal Teknik Elektromedik Indonesia, 3(2), pp. 39–48. Available at: https://doi.org/10.18196/mt.v3i2.14126.

Sidiq, A., Syahrillah, G.R.F. and Isra, M.. (2021) ‘Studi Experimental Pemanfaatan Speed Bamper (Polisi Tidur) Menjadi Energi Listrik Menggunakan Piezoelektrik’, Al-Jazari Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 6(2). Available at: https://doi.org/10.31602/al-jazari.v6i2.6055.

Tianze, L. et al. (2009) ‘Analysis of the characteristics of piezoelectric sensor and research of its application’, IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, pp. 1–4. Available at: https://doi.org/10.1109/ISAF.2009.5307537.

Wati, E.K. (2021) ‘REKAYASA V I B R A S I Kendali dan Pemanfaatan Vibrasi dengan Piezoelektrik di bidang Rekayasa Instrumentasi & Kontrol’.

Yulia, E. et al. (2016) ‘Polisi Tidur Piezoelektrik Sebagai Pembangkit Listrik dengan Memanfaatkan Energi Mekanik Kendaraan Bermotor’, Jurnal Otomasi Kontrol dan Instrumentasi, 8(1), p. 105. Available at: https://doi.org/10.5614/joki.2016.8.1.9.

Zhang, W., Ding, G. and Wang, J. (2021) ‘Road energy harvesting characteristics of damage-resistant stacked piezoelectric ceramics’, Ferroelectrics, 570(1), pp. 37–56. Available at: https://doi.org/10.1080/00150193.2020.1839254.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.