Penerapan Magnet, FreCEMS Kompor Free Energy Magnetic

FreCEMS (Free Cycle Energy Magnetic Stove) Inovasi Kompor Cerdas Sebagai Upaya Solutif Menyongsong MEA 2015

Oleh : Mohammad Syukron Amrulloh

Abstrak

Seiring perkembangan zaman, kebutuhan berteknologi semakin meningkat terlebih dengan ditetapkannya kebijakan MEA 2015. Bangsa Indonesia dituntut lebih kreatif dan inovatif dalam bersaing dalam perdagangan internasional. Pemanfaatan energi dan sumber daya alam (SDA) merupakan syarat pemenuhan kebutuhan pokok manusia. Salah satunya yakni kebutuhan pangan. Kebutuhan ini erat kaitannya dengan aktivitas memasak. Eksploitasi sumber daya alam yang berlebihan tanpa disertai tanggung jawab akan berdampak buruk terhadap kehidupan manusia. Dalam menyelesaikan permasalahan tersebut dibutuhkan inovasi teknologi tepat guna yang lebih efektif dan ramah lingkungan. Oleh karena itu melalui perpaduan prinsip kerja motor listrik, fluks magnetik dan induksi magnetik kami berinovasi membuat prototype alat masak portable tanpa memerlukan bahan bakar dan sumber energi listrik dari PLN yang kami beri nama FRECEMS (Free Cycle Energy Magnetic Stove) melalui sistem free energy conversion menjadikan siklus energi berkelanjutan.

Kata Kunci : Sumber daya Alam, MEA 2015, dan FRECEMS

1. Pendahuluan

Seiring perkembangan zaman, tuntutan berteknologi semakin meningkat terlebih dengan ditetapkannya kebijakan MEA 2015. Bangsa Indonesia dituntut lebih kreatif dan inovatif dalam bersaing di bidang perekonomian. Energi dan sumber daya alam merupakan aspek utama di dalam pemenuhan kebutuhan pokok manusia. Eksploitasi sumber daya alam yang berlebihan tanpa disertai tanggung jawab untuk menjaga kelestarian alam akan berdampak buruk terhadap kehidupan manusia. Jika sumber daya alam ini habis maka akan berpengaruh terhadap lingkungan sekitar baik berupa kekurangan atau bencana yang ditimbulkan. Diantaranya yakni energi listrik dan minyak bumi dan gas bumi.

Pengolahan dan pemanfaatan sumber daya alam secara maksimal akan memberikan banyak manfaat bagi manusia, seperti meningkatkan kemajuan teknologi dan kesejahteraan umat manusia. Pemanfaatan energi dan sumber daya alam (SDA) juga merupakan syarat pemenuhan kebutuhan pokok manusia. Kebutuhan pangan merupakan salah satu dari kebutuhan pokok manusia, kebutuhan ini erat kaitannya dengan aktivitas memasak. Sebagaimana yang kita ketahui kompor merupakan alat memasak yang membutuhkan energi lisrik dan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui (minyak bumi dan gas) dalam pemakaiannya. Dalam menyelesaikan permasalahan tersebut dibutuhkan teknologi tepat guna yang lebih efektif dan inovatif. Hal tersebut merupakan strategi jitu bagi pelaku ekonomi di Indonesia dalam bersaing di era globalisasi.

Gambar 1 : Rancang Gambar FreCems

Oleh karena itu melalui penerapan perpaduan prinsip motor listrik, fluks magnetik dan induksi magnetik kami berinovasi membuat prototipe alat masak portable tanpa memerlukan bahan bakar dan sumber energi listrik dari PLN yang kami beri nama “FreCEMS (Free Cycle Energy Magnetic Stove) Inovasi Kompor Cerdas Sebagai Upaya Solutif Menyongsong MEA 2015”. Luaran yang diharapkan yakni inovasi tersebut dapat dijadikan solusi inovatif produk saing dalam perdagangan nasional maupun internasional dalam menyongsong kebijakan MEA 2015.

Kelebihan dan Kekurangan Prototipe yang pernah ditawarkan

Dalam menyelesaikan permasalahan tersebut banyak solusi yang ditawarkan dalam menyelasaikan masalah eksploitasi sumber daya alam dan energi tersebut dari berbagai lapisan masyarakat diantaranya yakni sebagai berikut :

Kompor Butana, kompor masih memerlukan bahan bakar didalam penggunaannya. Sesuai dengan namanya kompor ini berbahan bakar gas butana. Kompor ini merupakan merupakn kompor yang praktis didalam pemakaiannya dan efektif untuk perjalanan pendek. Akan tetapi, mudah bocor apabila terjadi kepanasan dan bahan bakar masih sulit dicari dipasaran dan mahal.

Kompor Parafin, kompor ini biasanya digunakan sebagai cadangan bahan bakar yang lain habis menimbulkan bau asap yang menyengat pada masakan yang dihasilkan akibat proses dalam memasak, selain itu bahan baku yang digunaka juga cepat habis perlu banyak untuk persedian waktu yang lama.

Kompor Spirtus Cair, kompor ini berbahan bakar spirtus. Kompor ini biasa digunakan memasak didalam tenda saat cuaca hujan, akan tetapi api yang dihasilkan kurang maksimal bisannya digunakan hanya dalam menghangatkan makanan selain itu harga dari bahan bakar tersebut mahal.

Kompor Listrik, kompor yang tidak menggunakan bahan bakar dalam pemakaiannya melainkan menggunakan energi listrik melalui proses induksi elemen dalam kompor listrik tersebut. Kompor ini dapat memperkecil eksploitasi sumber daya alam berlebihan akan tetapi menggunakan listrik sebagai pengantinya hal ini sama halnya memperkecil eksploitasi sumber daya alam tapi memeperbesar eksploitasi energi, selain itu membutuhkan daya yang besar antara 300-600 watt.

Motor listrik, induksi magnetik, fluks magnetik, dan arus eddy

Motor Listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi mekanik. Prinsip kerja motor listrik adalah sebagai berikut :

1) Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya

2) Jika kawat yang membawa arus di bengkokkan menjadi sebuah loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan

3) Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar atau torque memutar kumparan

4) Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan

Fluk magnetik adalah ukuran total medan magnetik yang menembus bidang. secara matematis fluk maknetik didefinisikan sebagi perkalian skalar antara induksi magnetik (B) dengan luas bidang yang tegak lurus pada induksi magnetik tersebut.

Hal tersebut akan menimbulkan terjadinya induksi magnetik. Induksi elektromagnetik adalah gejala timbulnya gaya gerak listrik di dalam suatu kumparan atau konduktor bila terdapat perubahan fluks magnetik pada konduktor tersebut atau bila konduktor bergerak relatif melintasi medan magnetik.

Rumusan nilai fluks magnetik :

Dimana :

𝜙 = fluks magnetik (weber)

B = induksi magnetik

A = luas bidang yang ditembus garis gayamagnetik

𝛳 = sudut antara arah garis normal bidang A dan arah B

Gambar 2: Gaya yang bekerja pada Fluks magnetic

Arus eddy merupakan arus listrik yang diinduksikan kedalam konduktor dengan mengubah medan magnet konduktor tersebut. Sirkulasi pusaran arus ini memiliki induktansi dan medan magnet. Medan ini dapat menyebabkan tolakan, tarikan, dorongan, dan efek pemanasan. Arus eddy terbentuk ketika terjadi perubahan letak konduktor dalam sebuah medan magnet. Konduktor yang bergerak dalam sebuah medan magnet yang tetap ataupun megan magnet yang berubah disekitar konduktor yang diam, keduanya menyebabkan arus eddy terbentuk dalam konduktor tersebut. Arus eddy menghasilkan losses resistif yang dapat mengubah beberapa bentuk energi, seperti energi kinetik menjadi panas.

2. Metode Penelitian

Prototipe ini memanfaatkan energi listrik yang dipakai agar dapat bersirkulasi tetap dan energi yang digunakan dapat digunakan kembali (Prinsip kekekalan energi) melalui prinsip kerja motor listrik, fluks magnetik (Hukum Lenz) dan induksi elektromagnetik.

Prinsip Kerja FEMS :

1. Prototype ini dimulai dari Sumber tegangan yang berasal dari sumber tegangan 12V dari baterai serupa dengan baterai laptop dan memanfaatkan kekekalan energi (free cycle energi) dalam pemanfaatannya.

2. 12VDC yang dihasilkan oleh output sumber tegangan tersebut akan di convert menjadi 220VAC melalui Inverter 12VDC-220VAC 1000VA untuk dapat menyalakan kompor listrik yang memiliki daya 600 Watt.

3. Melalui proses induksi elektromagnetik dan arus eddy (arus putar) di dalam elemen pada kompor listrik maka penggorengan akan mendapatkan panas yang dihasilkan oleh proses induksi tersebut dan dapat digunakan untuk memasak.

4. Untuk menciptakan energi tersebut maka setelah sumber tegangan 12V (1) dihubungkan secara bercabang menuju ke inverter dan rancangan kipas magnet FreCEMS. Timbulnya beda potensial listrik akibat pengaruh perubahan medan magnet yang memotong luas daerah kumparan (Penerapan Hukum lenz) pada rancangan kipas magnet FreeCEMS akan menghasilkan listrik yang tujuan akhirnya adalah untuk pemenuhan pengisihan listrik pada penyimpan listrik.

5. Setelah itu listrik yang dihasilkan di searahkan oleh penyearah (dioda) untuk dimasukkan kembali pada rangkaian inverter 750VA yang selanjutnya akan masuk kedalam penggisihan sumber tegangan (2) yang akan menjadi bahan baku untuk powerbank satu saat sumber tegangan (1) habis pakai (sebagai charger), sehingga listrik yang disimpan dapat dijadikan sumber energi kembali untuk menyalakan prototipe FreCEMS.

Gambar 3: Rangkaian dan Prinsip Kerja FreCEMS

Gambaran Teknologi

Gambar 4. Gambar Kompenen Utama Teknologi

Gambar 5. Gambar Hasil Teknologi Dilihat dari Berbagai Sudut Pandang

Gambar 6. Gambar Hasil Rancangan Teknologi (AutoCAD Design Version)

3. Hasil Penelitian

Analisis SWOT FRECEMS (Free Cycle Energy Magnetic Stove)

Ø Strength (Kekuatan) :

Menggunakan FRECEMS adalah solusi untuk membatasi pemakaian sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui (unrenewable) seperti bahan bakar dan energi listik

Teknologi prototype tanpa pemborosan menggunakan bahan bakar dan energi listrik dari PLN dalam pemakaiannya (Free energi)

Pemakaian lebih praktis

Ramah lingkungan

Ø Weakness (Kelemahan):

Harga penjualan mahal untuk skala penjualan kompor sesuai dengan biaya pembuatannya akan tetapi sesuai dengan hasil yang diharapkan

Ø Opportunity (Peluang):

FRECEMS merupakan inovasi teknologi kompor tanpa bahan bakar dan energi listrik yang belum pernah ada di masyarakat

Ø Threat (Ancaman) :

Semakin ketatnya persaingan produk kompor portable seperti kompor listrik, kompor parafin, kompor butana dan lain-lain yang harganya lebih murah

Prototype ini masih menggunakan energy listrik awal dari powerbank (Battery Charger) akan tetapi seterusnya energy berasal dari energy listrik yang dihasilkan oleh prototype tersebut maksimal 3-5 jam jika digunakn tanpa berhenti karena daya yang digunaka untuk mendapatkan panas maksimal sangat tinggi yakni 600 VA dan lebih cepat habis pemakaian jika dgunakan tanpa jeda melebihi batasan maka harus di beri energy awal kembali selanjutnya dapat digunakan kembali. Prototype ini cocok bagi para pekerja dan mahsiswa yang memiliki keadatan aktivitas sehingga dapat mempermudah aktivitasnya dalam pemenuhan kebutuhan pangan. Produk Ini juga dapat dijadikan solusi prospektif produk alternatif saing dalam dunia perdaganagan baik nasional maupun internasioanal.

4. KESIMPULAN

FRECEMS (Free Cycle Energy Magnetic Stove) adalah Inovasi teknologi tepat guna dalam mengatasi permasalahan ketersediaan sumber daya alam dan energy terhadap resiko kelangkaan yang ditimbulkan akibat pemakaian berebihan. Melalui Inovasi teknologi ini dapat dijadikan solusi produk prospektif yang dapat bersaing dalam dunia perdagangan untuk meghadapi MEA 2015. Berbagai solusi yang pernah ditawarkan seperti halnya kompor listrik, kompor butane, arafin, dan kompor induksi masih memiliki kekurangan masing-masing. Permaslahan terbesarnya yakni masih dibutuhkannya energy dan sumber daya alam dlam penmenuhannya. PrinsiP kerja FRECEMS merupakan perpaduan dari prisip motor listrik, generator, dan induksi magnetik melalui hokum Lenz. Prototype menerpakan proses erputaran energy yang berlangsung sehingga energy yang terbuang daapat dimanfatkan kembali. Prototype ini masih menggunakan energi listrik awal dari powerbank (Battery Charger) akan tetapi seterusnya energy berasal dari energy listrik yang dihasilkan oleh prototype tersebut maksimal 3-5 jam jika digunakn tanpa berhenti karena daya yang digunaka untuk mendapatkan panas maksimal sangat tinggi yakni 600 VA.

5. SARAN

Bagi Penulis, Percobaan yang kami lakukan memerlukan penelitain lebih lanjut dan masih memerlukan kritik , saran dan perbaikkan lagi agar bias menjadi suatu karya yang lebih baik, efektif dan bermanfaat bagi kia semua

Bagi Masyarakat, kami sebagai penulis berharap inovasi prototype ini dapat dijadikan solusi prospektif produk alternative yang dapat bersaing dalam bidang perdagangan baik dalam skala nasional maupun internasional dalam menyongsong kebijakan MEA (Masyarakat Ekonomi ASEAN) 2015.

6. DAFTAR PUSTAKA

Nacke, Bernard. 2000. Induction Heating Fundamental. Institute of Electrotechnology Leibniz University of Hanover. Jerman

Nicolas Jon, Baker. 2003. Linear Generator for Drect Drive Marine Reneweble Energy Converters. University of Durham

Rahman, Ahmad. 2006. Keterampilan Elektronika Jilid 2. Jakarta : Ganeca Exact

Serway Jawett. 2010. Fisika untuk Sains dan Teknik Buku 2 Edisi 6. Jakarta : Salemba Teknika

Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid I (terjemahan). Jakarta. Penerbit : Erlangga

(http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/prinsip-kerja-motor-dc/) Diakses tanggal. 2 September 2016 pukul 21.45 WIB

(http://esdm.go.id/berita/37-umum/1873-permasalahan-bbm-merupakan-tantangan-yang-haerus-dihadapi-bersama)
Diakses tanggal 2 September 2016 pukul 21.15 WIB