SIMULASI KOPLING LAOUDPEAKER SEBAGAI ALTERNATOR LINIER DI MESIN TERMOAKUSTIK BERBAHAN BAKAR BIOMASSA
Abstract
Biomassa bergrade energi rendah seperti limbah pertanian dan massa padat lainnya dapat diperoleh relatif mudah dan murah di pedesaan. Bahan bakar biomassa jenis ini belum bisa digunakan secara langsung untuk mesin pembakaran dalam konvensional, namun dapat langsung dipakai sebagai sumber kalor mesin termoakustik. Sebuah model mesin termoakustik berdesain khusus telah dibuat menggunakan software open source simulasi Delta EC. Desain khusus mesin tersebut terletak di bagian alat penukar kalor, sehingga memungkinkannya menerima kalor dari aliran gas panas hasil pembakaran biomassa bergrade rendah secara langsung. Energi yang sudah dapat dibangkitkan oleh model mesin termoakustik tersebut belum berdayaguna, karena itu dilakukan simulasi lanjutan agar model mesin yang ada dapat dikopel dengan model loudspeaker yang didifungsikan sebagai alternator liner. Dari penelitian ini telah dapat dibuat sebuah model mesin termoakustik yang dikopling baik secara akustik, maupun secara elektrik dengan loudspeaker sehingga dapat berfungsi sebagai generator pembangkit listrik sederhana. Mesin termoakustik yang dipakai adalah jenis travelling wave loop tunggal. Alternator terhubung dengan mesin menggunakan pipa yang dicabangkan dari loop utama mesin. Efisiensi konversi energi kalor ke energi akustik mesin pada suatu set nilai parameter mesin tertentu adalah 11,47%, dengan amplifikasi energi akustik oleh regenerator sebesar 30,71 W. Sebanyak 6,91 W energi akustik mengalir ke loudspeaker, dan dirubah menjadi 5,70 W energi listrik, setara dengan efisiensi konversi energi akustik menjadi energi listrik sebesar 82,54%. Sehingga, efisiensi mesin dalam keseluruhan proses pengkonversian energi kalor menjadi energi listrik adalah 9,46%.References
1. Yudiartono, 2018, “Outlook Energi Indonesia 2018”, BPPT Indonesia
2. Nurpatria, N., dkk, 2019, “Simulasi parameter geometri regenerator mesin termoakustik”, Prosiding SAINTEK 2019 LPPM UNRAM
3. Nurpatria, N., dkk, 2020, “Peningkatan efisiensi mesin termoakustik”, Prosiding SAINTEK 2020 LPPM UNRAM
4. Yu, Z., Jaworski, AJ., Backhaus, S., 2012, “A low-cost electricity generator for rural areas using a travelling-wave looped-tube thermoacoustic engine”, DOI: http://dx.doi.org/10.1243/09576509JPE864
5. Timmer, M.A.G., de Blok, K, Meer, T.H., 2018, “Review on the conversion of thermoacoustic power into electricity”, J. Acoust. Soc. Am. 143 (2), February 2018
6. Chen, B.M., Jiang, R.H., 2015, “Investigation of the Use of Loudspeaker as a Liner Alternator for Thermoacoustic Applicationy”, CISIA 2015, DOI: 10.2991/cisia-15.2015.60
7. Abdoulla-Latiwish, K.O.A., Mao, X., Jaworski, A.J., 2017, “Thermoacoustic micro-electricity generator for rural dwellings in developing countries driven by waste heat from cooking activities”, Energy 134, pp.1107-1120
8. Hamood, A., Jaworski, A., 2019, “Experimental investigations of the performance of a thermoacoustic electricity generator”, ASEE19, E3S Web of Conferences 116, 00025 (2019)
9. Swift, GW., 2001, Thermoacoustics: A unifying perspective for some engines and refrigerators, Fifth Draft, Los Alamos USA
10. Ward, B., Clark, J., Swift, GW., 2008, Design Environment for Low-Amplitude Thermoacoustic Energy Conversion (DELTA-EC) Version 6.2, Los Alamos USA
11. Abdoulla-Latiwish, K.O.A., Jaworski, A.J., 2019, “Two-stage travelling-wave thermoacoustic electricity generator for rural areas of developing countries”, Applied Acoustics 151, (2019) 87–98
12. Piccolo, A., 2018, “Study of Standing-Wave Thermoacoustic Electricity Generators for Low-Power Applications”, Appl. Sci. (2018) 8, 287, DOI:10.3390/app8020287
13. Elferink, M., Steiner, T., 2019, “Thermoacoustic waste heat recovery engine: Comparison of simulation and experiment”, Proceedings of Meetings on Acoustics, Vol. 35, 065002 (2019), DOI:10.1121/2.0000978
14. THATEA, 2012, Thermoacoustic Technology for Energy Applications, ECN Netherlands
2. Nurpatria, N., dkk, 2019, “Simulasi parameter geometri regenerator mesin termoakustik”, Prosiding SAINTEK 2019 LPPM UNRAM
3. Nurpatria, N., dkk, 2020, “Peningkatan efisiensi mesin termoakustik”, Prosiding SAINTEK 2020 LPPM UNRAM
4. Yu, Z., Jaworski, AJ., Backhaus, S., 2012, “A low-cost electricity generator for rural areas using a travelling-wave looped-tube thermoacoustic engine”, DOI: http://dx.doi.org/10.1243/09576509JPE864
5. Timmer, M.A.G., de Blok, K, Meer, T.H., 2018, “Review on the conversion of thermoacoustic power into electricity”, J. Acoust. Soc. Am. 143 (2), February 2018
6. Chen, B.M., Jiang, R.H., 2015, “Investigation of the Use of Loudspeaker as a Liner Alternator for Thermoacoustic Applicationy”, CISIA 2015, DOI: 10.2991/cisia-15.2015.60
7. Abdoulla-Latiwish, K.O.A., Mao, X., Jaworski, A.J., 2017, “Thermoacoustic micro-electricity generator for rural dwellings in developing countries driven by waste heat from cooking activities”, Energy 134, pp.1107-1120
8. Hamood, A., Jaworski, A., 2019, “Experimental investigations of the performance of a thermoacoustic electricity generator”, ASEE19, E3S Web of Conferences 116, 00025 (2019)
9. Swift, GW., 2001, Thermoacoustics: A unifying perspective for some engines and refrigerators, Fifth Draft, Los Alamos USA
10. Ward, B., Clark, J., Swift, GW., 2008, Design Environment for Low-Amplitude Thermoacoustic Energy Conversion (DELTA-EC) Version 6.2, Los Alamos USA
11. Abdoulla-Latiwish, K.O.A., Jaworski, A.J., 2019, “Two-stage travelling-wave thermoacoustic electricity generator for rural areas of developing countries”, Applied Acoustics 151, (2019) 87–98
12. Piccolo, A., 2018, “Study of Standing-Wave Thermoacoustic Electricity Generators for Low-Power Applications”, Appl. Sci. (2018) 8, 287, DOI:10.3390/app8020287
13. Elferink, M., Steiner, T., 2019, “Thermoacoustic waste heat recovery engine: Comparison of simulation and experiment”, Proceedings of Meetings on Acoustics, Vol. 35, 065002 (2019), DOI:10.1121/2.0000978
14. THATEA, 2012, Thermoacoustic Technology for Energy Applications, ECN Netherlands
