Pemanfaatan Energi Matahari sebagai Sumber Energi Alternatif pada Proses Produksi Hidrogen Pada Hidrofill

Choirul Saleh; Rachmadi Setiawan; Bima Romadhon Parada D.P

doi:10.30812/bite.v2i2.913

Choirul Saleh Institut Teknologi Nasional, Malang
Rachmadi Setiawan Institut Teknologi Nasional, Malang
Bima Romadhon Parada D.P Institut Teknologi Nasional, Malang

DOI: https://doi.org/10.30812/bite.v2i2.913

Keywords: Elektrolisis, Hidrogen, Panel Surya, PID, Termokimia

Abstract

Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil, memiliki tiga ancaman serius, yaitu kenaikan harga akibat permintaan yang besar, menipisnya cadangan minyak, serta polusi gas rumah kaca (CO₂). Isu lingkungan global yang menuntut tingkat kualitas udara yang baik, mendorong berbagai pakar energi untuk mengembangkan energi yang ramah lingkungan. Hidrogen merupakan bahan bakar yang banyak mendapatkan perhatian untuk dikembangkan, karena merupakan bahan bakar yang ramah lingkungan dan berpotensi menggantikan bahan bakar fosil. Produksi hidogen dapat dilakukan dengan melakukan proses elektrolisis air. Meskipun elektrolisis air telah dikenal selama sekitar 200 tahun itu masih menyumbang 4% hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis karena efisiensi proses produksi yang rendah. Produksi gas yang rendah dan konsumsi energi yang tinggi adalah masalah serius elektrolisis air. Rata-rata 4,5–5,0 kWh/m³H₂. Teknologi elektrolisis yang memanfaatkan matahari sebagai sumber energi merupakan teknologi produksi hidrogen yang ramah lingkungan yang didapatkan secara gratis dari alam. Akan tetapi energi listrik yang dihasilkan sel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, sehingga daya yang dihasilkan oleh panel surya bersifat fluktuatif. Ada banyak sistem kontrol yang telah dikembangkan untuk mengendalikan tegangan keluaran panel surya agar lebih stabil, salah satunya Buck converter dengan metode kompensator PID. Mengenai metode PID, sistem kontrol ini memiliki respon cepat, tidak ada offset, tidak ada osilasi, dan dapat digunakan dengan proses orde tinggi dibandingkan kontrol PI dan PD. Dari pengujian yang telah dilakukan terlihat bahwa konsumsi energi listrik pada produksi Hidrogen menggunakan elektrolisis air, menggunakan kendali PID memiliki efisiensi kinerja yag lebih baik, dengan rata-rata konsumsi daya sebesar 5400 Watt Hour atau sekitar 96,5% konsumsi energi yang digunakan oleh sistem tanpa kendali PID yang mencapai 5594 Watt Hour.

References

[1] K. Praveen and M. Sethumadhavan, “On the extension of XOR step construction for optimal contrast grey level visual cryptography,” 2017 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics, ICACCI 2017, vol. 2017-Janua, no. 8, pp. 219–222, 2017
[2] C. R. P. Patel et al., “Enhanced hydrogen generation by water electrolysis employing carbon nano-structure composites,” International Journal of Hydrogen Energy, vol. 43, no. 6, pp. 3180–3189, 2018
[3] K. Mazloomi and C. Gomes, “Hydrogen as an energy carrier: Prospects and challenges,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 16, no. 5, pp. 3024–3033, 2012
[4] N. M. A. Y. Andewi and W. Hadi, “Sumber Energi Hydrogen Production By Electrolysis Process As an Energy,” Jurusan Teknik Lingkungan-FTSP-ITS, pp. 1–16.
[5] R. Rashid, I. Elamvazuthi, M. Begam, and M. Arrofiq, “Fuzzy-based Navigation and Control of a Non-Holonomic Mobile Robot,” no. May 2014, 2010, [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/1003.4081.
[6] A. M. Putra, “Analisis Produktifitas Gas Hidrogen Dan Gas Oksigen Pada Elektrolisis Larutan Koh,” Jurnal Neutrino, vol. 2, no. 2, pp. 141–154, 2012
[7] R. P. I. Widarningtyas, Sulistyo, and Widayat, “Potential of Hydrogen Production through Alkaline Water Electrolysis Using Solar Radiation around Semarang,” E3S Web of Conferences, vol. 125, no. 201 9, pp. 4–10, 2019
[8] S. Yuliananda, G. Sarya, and R. R. Hastijanti, “Pengaruh perubahan intensitas matahari terhadap daya keluaran panel surya,” Jurnal Pengabdian LPPM Untag Surabaya, vol. 01, no. 02, pp. 193–202, 2015.
[9] A. Pane, J., Surya, A., Novita, S., Mazmur, R., Aryza, A., Hamdani, Rizky, “Implementasi PID Dalam Mengendalikan Motor Menggunakan Metode PID dan Mikrokontroler Atmega,” Sainteks 2019, no. Mv, pp. 196–201, 2019, [Online]. Available: https://seminar-id.com/prosiding/index.php/sainteks/article/download/155/153.
[10] S. Temel, S. Yagli, and S. Gören, “P , Pd , Pi , Pid Controllers,” Middle East Technical University, p. 63, 2012.
[11] F. Arshad et al., “Controlled development of higher-dimensional nanostructured copper oxide thin films as binder free electrocatalysts for oxygen evolution reaction,” International Journal of Hydrogen Energy, vol. 45, no. 33, pp. 16583–16590, 2020
[12] M. R. Harahap, “Sel Elektrokimia: Karakteristik dan Aplikasi,” CIRCUIT: Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro, vol. 2, no. 1, pp. 177–180, 2016
[13] R. A. Paz, “The Design of the PID Controller,” Computer Engineering, 2001.