PEMBUATAN POWER SUPPLY TEGANGAN TINGGI SEARAH DENGAN MENERAPKAN METODE INTERMITTENT ENERGISATION UNTUK PENGENDAP DEBU SECARA ELEKTROSTATIK

PEMBUATAN POWER SUPPLY TEGANGAN TINGGI SEARAH DENGAN MENERAPKAN METODE INTERMITTENT ENERGISATION UNTUK PENGENDAP DEBU SECARA ELEKTROSTATIK Hardian Yanuar Wibowo1, Agung Warsito2, Abdul Syakur3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro Jl. Prof Soedarto SH Tembalang, Semarang 50275 1 [email protected] 3 [email protected]

Abstract-- Electrostatic precipitator able to filter dust particles from waste gases generated during the production process of a factory. These tools utilize high voltage DC to induce dust particles carried by waste gases. Induced dust particles then stick to grounded electrode so that the gas output headed to chimney will be dust- free. The first electrostatic precipitator was developed using DC energisation method, in which the discharge electrodes was given a constant negative DC voltage. To increase the efficiency of electrotatic precipitators, today more efficient and adaptive method was developed which are intermittent and pulsed energisation. This final project will discuss the basic design of an electrostatic precipitator and its intermittent mode power supply which consists of the low voltage side phase controller using triac and high voltage side transformer rectifier set. The resulted product then will be analyzed and used to compare the dust collecting efficiency between traditional DC and intermittent energisation method. Keywords : Electrostatic precipitator, ESP, intermittent energisation I. PENDAHULUAN Electrostatic precipitator, sampai saat ini, masih menjadi alat paling efisien yang berguna untuk mengontrol emisi partikel dari proses industri berskala besar. Pengembangan electrostatic precipitator dalam waktu hampir seabad sejak ditemukan ini biasanya lebih mengarah ke metode energisasi yang diaplikasikan pada rangkaian elektrodanya. Efisiensi dan karakteristik penangkapan debu sebuah electrostatic precipitator dapat diatur dengan mengubah metode energisasi ini. Secara teoritis, efisiensi penyaringan emisi partikel debu akan bernilai proporsional dengan nilai akar dua tegangan teraplikasikan pada elektrodanya. Sehingga sebuah electrostatic precipitator akan lebih efisien bila beroperasi pada nilai tegangan yang sedekat-dekatnya dengan nilai tegangan breakdown. Keuntungan metode pemicuan intermittent energisation adalah lebih tingginya efisiensi penggunaan daya electrostatic precipitator, terutama untuk penanganan debu bernilai resistivitas rendah. Tujuan yang ingin dicapai dalam tugas akhir ini yaitu: 1. Memahami prinsip kerja dan pengendalian sebuah catu daya electrostatic precipitator dengan metode intermittent energisation.

2. Mengetahui prinsip pembangkitan tegangan tinggi dan pengaruh metode intermittent energisation pada tegangan keluaran catu daya electrostatic precipitator 3. Mengetahui pengaruh pengaplikasian metode intermittent energisation pada efisiensi penangkapan debu sebuah electrostatic precipitator. Untuk membatasi pembahasan yang akan dilakukan maka dalam tugas akhir ini dibuat beberapa pembatasan masalah antara lain: 1. Menggunakan mikrokontroller ATMEGA 8535 sebagai controller. 2. Trafo penaik tegangan yang digunakan adalah jenis trafo neon sign dengan tegangan keluaran maksimal 15kV AC pada masukan 220VAC 50Hz. 3. Tidak membahas efisiensi dan kualitas daya peralatan. 4. Plant yang digunakan untuk pengujian adalah sebuah miniatur electrostatic precipitator dengan nilai breakdown elektroda yang telah diperhitungkan. 5. Elektroda yang digunakan adalah jenis jarum bidang 6. Jarak sela antar elektroda bernilai tetap (3cm). 7. Debu yang digunakan adalah gipsum dengan median diameter 40-60 μm. 8. Tidak dibahas mengenai particle re-entrainment pada plant pengendap debu 9. Kondisi lingkungan pada plant pengendap debu pada saat pengujian dianggap konstan. II. DASAR TEORI A. Pembangkit Tegangan Tinggi[1],[2] 1. Pembangkit tegangan tinggi bolak-balik (AC) Tegangan tinggi bolak-balik diperoleh dari suatu trafo satu fasa dengan perbandingan belitan yang jauh lebih besar daripada trafo daya yang biasa disebut trafo uji.

Ototrafo

Trafo Uji

Gambar 1 Rangkaian pembangkit tegangan tinggi bolak-balik

2. Pembangkit tegangan tinggi impuls

Gambar 2 Rangkaian generator impuls RC

3. Pembangkit tegangan tinggi searah (DC) Tegangan tinggi searah dibangkitkan dengan menyearahkan tegangan tinggi bolak-balik Dioda/ Penyearah R

Ototrafo

Trafo TT

Gambar 3 Rangkaian penyearah setengah gelombang

Intermittent Energisation[7] Adalah sebuah metode pengontrolan picuan untuk suplai daya electrostatic precipitator, dimana tidak di setiap siklus dilakukan picuan untuk mengkonduksikan switching device (dalam hal ini triac). Pendekatan energisasi ini digunakan untuk menjaga keefektifan dan efisiensi dari penangkapan debu oleh sebuah ESP. Jumlah siklus ON dan OFF ditentukan dengan mengatur nilai derajat D (Degree of Intermittance), yang dihitung sbb:

B.

𝐷=

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎𝑕 𝑕𝑎𝑙𝑓 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎𝑕 𝑕𝑎𝑙𝑓 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒𝑠 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑐𝑢

energisation bertindak layaknya counter yang menghitung pulsa masukan dari zero cross dan menghasilkan pulsa picu dengan frekwensi n kali frekwensi jala-jala. Dapat dilihat pada gambar 4 dimana picuan dilakukan setelah terdeteksi n kali pulsa zero cross dengan sudut tunda 90°. Kelebihan sistem intermittent energisation: 1. Lebih hemat daya, karena dilakukan pengontrolan input daya yang masuk ke plant ESP. 2. Lebih fleksibel, karena dapat diatur besarnya tegangan puncak maksimum. 3. Dapat diatur nilai derajat intermitansinya sesuai jenis debu yang akan disaring. Kekurangannya dibandingkan sistem DC tradisional yaitu: 1. Untuk debu dengan nilai resistansi rendah, sistem ini kurang efektif. 2. Dibutuhkan sistem kendali yang lebih rumit. 3. Kehandalan sistem secara keseluruhan lebih rendah. 4. Diperlukan kalibrasi ulang untuk jenis dan ketabalan debu yang berbeda.

C.

Ionisasi Ionisasi didefinisikan sebagai proses terlepasnya elektron suatu atom atau molekul dari ikatannya. Jika di antara suatu elektroda diterapkan suatu tegangan V, maka akan timbul suatu medan listrik

E yang memiliki besar dan arah tertentu. Di dalam medan listrik, elektron-elektron bebas akan mendapatkan energi yang cukup kuat, sehingga dapat merangsang terjadinya proses ionisasi.

Gambar 5. Proses ionisasi antara elektroda-elektroda

Debu[9] Menurut SNI 2016 – 7058 – 2004, debu adalah partikel padat yang terbentuk karena adanya kekuatan alami atau mekanik seperti penghalusan (grinding), penghancuran (crushing), peledakan (blasting), pengayakan (shaking) dan atau pengeboran (drilling). Debu merupakan partikel yang melayang di udara dengan ukuran 1 mikron sampai dengan 500 mikron. Debu sering dijadikan sebagai salah satu indikator pencemaran udara untuk menunjukan tingkat bahaya baik terhadap lingkungan maupun terhadap kesehatan dan keselamatan kerja. Debu di udara memiliki komposisi yang sangat rumit dikarenakan terdiri dari campuran berbagai bahan dengan ukuran dan bentuk yang relatif berbeda - beda.

D.

Gambar 4. Pemotongan tegangan pada intermittent energisation

Pada metode ini sudut picu dan frekwensi pemicuan dapat diatur. Masukan dari pengendali intermittent adalah sinyal dari zero cross detector yang berupa pulsa dengan frekwensi 100 Hz (2xfrekwensi jalajala). Sudut picu disamakan nilainya untuk semua pengujian, yaitu 90° untuk mencegah adanya arus starting yang besar. Derajat intermitansi sendiri menentukan frekwensi picuan triac. Sistem dalam intermittent

Electrostatic Precipitator (ESP)[7,14] Prinsip kerja Electrostatic precipitator adalah perpaduan dari medan elektrostatik dan aliran ion yang dihasilkan oleh corona discharge

Vcc 5VDC

E.

1 kOhm 1

24VAC 50 Hz

220 VAC 50 Hz

6

3.3 kOhm

D1

2

4N35

5

Buffer 4050 3

Output

4

Gambar 8. Rangkaian zero cross detector

Zero cross ini harus tahan terhadap ripple arus akibat pensaklaran pada rangkaian daya dan harus dapat mengisolasi antara rangkaian kendali bertegangan rendah dan rangkaian daya bertegangan tinggi. Oleh karena itu, pada tugas akhir ini dibuat zero cross detector berbasis IC LM4N35 yaitu sebuah optocoupler sehingga rangkaian kendali dan rangkaian daya terhubung secara optik.

Gambar 6. Komponen penyusun electrostatic precipitator

Cara kerja dari electrostatic precipitator (ESP) ini adalah polutan di udara termasuk debu dilewatkan melalui kamar yang berisi elektrode, yang terbuat dari tembaga, kuningan ataupun alumunium. Elektrodeelektrode ini diberi arus listrik arus searah dengan muatan negatif. Dengan demikian, setiap butiran debu akan termuati oleh muatan negatif dengan tegangan tinggi sebelum masuk ke dalam cerobong. Gas yang mengandung butiran debu bermuatan negatif ini bergerak dalam daerah yang terdiri dari pelat-pelat yang diketanahkan. Dengan demikian, debu-debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut. Gas bersih kemudian bergerak ke cerobong asap, sedangkan debu yang dikumpulkan di collecting electrode dipindahkan ke bak penampung (dust hopper) melalui suatu getaran (rapping).

C. Rangkaian Pengendali Untuk mengendalikan sistem kelistrikan, digunakan sebuah mikroprosesor ATMEGA 8535 dengan antarmuka sebuah keypad dan LCD. Mikrokontroler memerlukan catu daya DC 5 V yang diambil dari keluaran regulator LM 7805. Clock yang digunakan adalah sebesar 4 Mhz yang mana nilai ini sudah cukup untuk menghasilkan akurasi pewaktuan triac yang hanya digunakan untuk pensaklaran pada frekwensi jala-jala, yaitu 50 Hz. LCD Triac Driver

ATMEL 8535

KEYPAD

Zero Cross Detector

III. PERANCANGAN ALAT

Gambar 9. Alokasi port mikrokontroller

A. Catu Daya DC Sumber tegangan DC 5V dibutuhkan untuk menyuplai daya ke mikroprosesor dan antarmuka serta feeder, sedangkan tegangan 12V dibutuhkan untuk menggerakkan kipas blower pada plant pengujian.

D. Driver Triac Vcc

LM 7805 5VDC

Stepdown transformer D1

D2

2200uF

Pin D.0

100nF

1

2

220 VAC 50 Hz

GND

MOC3021

Ke sumber tegangan

5

ground 3

2200uF

6

4

100nF

Ke beban 220:12

D3

D4

LM 7812 12VDC

Gambar 7. Rangkaian catu daya DC

Masing-masing sumber tegangan 12V dan 5V didapatkan dari regulator LM7805 dan LM7812 yang disuplai dari hasil penyearahan tegangan 12V keluaran transformator step-down yang telah diratakan dengan kapasitor. B. Zero Cross Detector Rangkaian zero cross detector digunakan untuk mendeteksi awal gelombang sinus sehingga mikroprosesor bisa memberikan penundaan sudut pemicuan yang sesuai.

Gambar 10.Rangkaian pengendali triac

Rangkaian pengendali triac tersusun atas komponen utama sebuah MOC3021 dengan masukan sinyal dari pin D.1 mikroprosesor yang telah di-pullup dengan sumber tegangan 5V. Keluaran dari MOC kemudian diumpankan ke kaki gate dari triac. E. Pembangkit Tegangan Tinggi Untuk pembangkitan tegangan tinggi digunakan sebuah transformator neon sign dengan keluaran tegangan 7500V (Vpp) antara salah satu ujung lilitan sekunder dengan center tap. Masukan transformator adalah sinyal sinus terpotong keluaran

triac, sedangkan keluaran dari lilitan sekunder transformator diserahakan secara full-wave dengan dua diode tegangan tinggi. Primer

Sekunder

pada nilai sudut tunda dan derajat intermitansi D. Sedangkan untuk pewaktuannya menggunakan referensi deteksi tegangan nol dari zero cross detector. Semakin besar nilai D, maka nilai tunda tiap picuan akan bertambah sehingga frekwensi picuan akan berkurang.

30x1N4007

G.

Perancangan Plant Pengendap Debu Plant yang akan digunakan terdiri dari feeder yang berfungsi menginjeksikan debu, bagian shell utama yang berisi elektroda kerja serta bagian outlet. Jarak antar elektroda adalah 3 cm dengan konfigurasi seperti gambar dibawah ini:

Vout Plant Precipitator Neon sign transformer

30x1N4007

Gambar 11. Konfigurasi pembangkit tegangan tinggi

Karena dibutuhkan tegangan bernilai negatif, maka diode dipasang terbalik yaitu bagian katoda dipasang pada masukan tegangan, dan hasil keluaran diode penyearah didapat dari kaki anoda. F. Perancangan Perangkat Lunak Perangkat lunak untuk proses pengaturan dilakukan dengan bahasa C menggunakan program Codevision AVR. Menu utama berisi pilihan untuk mengatur nilai derajat intermitansi, sudut tunda, serta untuk memulai dan menghentikan energisasi. Perangkat lunak ini dapat dijelaskan dengan menggunakan diagram alir sebagai berikut: mulai

T

Tombol 1 ditekan?

Y

Tombol 2 ditekan?

T

Y

Menuju subrutin input konstanta D

Menuju subrutin input sudut

Tombol 3 ditekan?

T

Tombol 4 ditekan?

Y Menuju subrutin cek konstanta

T

Tombol 5 ditekan?

Y

Nyalakan interrupt

Gambar 14. Konfigurasi peletakan elektroda

Udara dihembuskan dari blower yang lalu akan mendorong debu dari inlet menuju ke kamar elektroda. Udara yang telah melewati ruang utama berisi elektroda akan didorong keluar melalui outlet.

T

Y

Matikan interrupt

Gambar 15. Desain shell dan komponen pengendap debu

selesai

Gambar 12. Diagram alir subrutin menu utama

Nilai derajat intermitansi dapat diatur pada subrutin masukan sudut dan masukan_D dengan melakukan penekanan pada keypad. mulai

Zero = D?

Konstanta zero = zero+ 1

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA A.

Pengujian Picuan Triac

Secara praktisnya, untuk tiap kenaikan satu derajat intermitansi (D) maka nilai tunda antar picuan akan bertambah sebesar 10 ms. Nilai ini adalah setengah periode dari tegangan jala-jala yaitu 50Hz. Untuk pengujian diberikan contoh sinyal picu dan tegangan keluaran triac untuk beberapa derajat intermitansi (D)

Picu triac

Konstanta zero =0

selesai

Gambar 16. (a) Sinyal picu untuk derajat D=1 (b) Tegangan keluaran dengan derajat D=1

Gambar 13. Diagram alir subrutin energisasi

Program pemicuan ini berfungsi menghasilkan keluaran sinyal picu dengan frekwensi tertentu berdasar

Dari gambar diatas diketahui bahwa untuk nilai derajat intermitansi D=1, maka antar sinyal picu terdapat tunda sebesar 10 ms dengan besar sinyal adalah 4V (osiloskop dengan resolusi 10 ms/div, 2V/div).

TABEL I

Gelombang keluaran triac akan berbentuk bukit tanpa lembah, karena pada 10 ms periode lembah triac tidak terkonduksi.

HASIL PENGUJIAN KELUARAN PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI

HV rata-rata (kV)

Intermittance coefficient (D) 1 2 3 4 5

Gambar 17. (a) Sinyal picu untuk derajat D=2 (b) Tegangan keluaran dengan D=2

Untuk nilai derajat intermitansi D=2, didapatkan tunda antar picuan sebesar 20 ms (osiloskop terkonfigurasi 10ms/div, 2V/div). Tegangan keluaran berbentuk seperti pada gambar

frekuensi picu 100 Hz 50 Hz 33,33 Hz 25 Hz 20 Hz

HV ratarata 5,2 kV 4,4 kV 4 kV 3,6 kV 3,4 kV

6 4 2 0 D=1

D=2

D=3

D=4

D=5

Degree of Intermittance

Gambar 20 Hubungan dejajat intermittansi dengan nilai tegangan rata-rata keluaran tegangan tinggi

B.

Pengujian Hasil Pembangkitan Tegangan Tinggi Untuk pengujian hasil pembangkitan tegangan tinggi, diukur nilai keluaran penyearah tegangan tinggi yang masuk ke plant pengendap debu sesuai rangkaian sbb Primer

Sekunder 30x1N4007 Vout Plant Precipitator

Neon sign transformer

Nilai tegangan rata-rata akan semakin menurun seiring bertambahnya derajat intermitansi, karena perioda picu juga semakin meningkat, yang berarti proses energisasi akan terjadi tiap satuan waktu yang lebih panjang. Pada pengujian ini ternyata nilai tegangan rata-rata dapat lebih merepresentasikan perbedaan diantara masing-masing metode pemicuan. Terlihat bahwa dengan metode energisasi intermittent, maka nilai tegangan rata-rata akan semakin kecil. C.

30x1N4007

Gambar 18. Rangkaian pengujian keluaran penyearah tegangan tinggi

Penangkapan Debu tanpa Diaplikasikan Tegangan Tinggi

Untuk pengujian ini, maka debu dilewatkan pada sela diantara elektroda pada plant pengendap debu, dengan kondisi elektroda tidak terenergisasi. Massa debu yang diinjeksikan adalah sebesar 10 gram. Massa debu yang terkumpul pada elektroda pengumpul adalah sbb: TABEL II HASIL PENGUJIAN PENANGKAPAN DEBU TANPA TEGANGAN TINGGI

(a)

Perulangan 1 2 3 4 5 rata-rata

(b)

Debu yang terkumpul (gram) 0,0208 0,0618 0,0388 0,0408 0,0708 0,0466

Didapatkan nilai rata-rata massa debu yang terkumpul pada elektroda pengumpul adalah sebesar 46 mg. D. (c) Gambar 19.

(d) (a) VDC OUT dengan derajat D=1 (b) VDC OUT dengan derajat D=2 (c) VDC OUT dengan derajat D=3 (d) VDC OUT dengan derajat D=4

Dari gambar diatas dapat ditentukan nilai tegangan puncak, tegangan rata-rata, dan periode sinyal sbb

Pengaruh Nilai Derajat Intermitansi dan Tegangan Aplikasi terhadap Penangkapan Debu Pada pengujian ini divariasikan nilai derajat intermitansi D antara 1 sampai 5 dengan sudut picu tetap yaitu sebesar 90° lalu dianalisa massa debu yang berhasil ditangkap pada elektroda pengumpul. Debu yang digunakan adalah gipsum, dengan takaran masukan tiap pengujian adalah 10 gram dan durasi pengumpanan adalah 2 detik.

TABEL III HASIL PENGUJIAN PENANGKAPAN DEBU DENGAN ENERGISASI CONTINUOUS

D=1

Vout rata2 (kV) 5,2 kV

1 2 3 4 0,6538 0,8878 0,5678 0,6178

D=2

4,4 kV

0,6578 0,6548 0,6418 0,6908 0,6113

D=3

4 kV

0,5918 0,6368 0,4878 0,5518 0,56705

D=4

3,6 kV

0,4518 0,4938 0,4428 0,4618 0,46255

D=5

3,4 kV

0,4588 0,4318 0,4568 0,5118 0,4648

Konst

TABEL IV PERBANDINGAN PERFORMA PENANGKAPAN DEBU ANTARA METODE CONTINUOUS DAN INTERMITENT ENERGISATION

Variasi Energisasi Tanpa energisasi Continuous (D=0) Intermitten, D=1 Intermitten, D=2 Intermitten, D=3 Intermitten, D=4

Massa debu terkumpul ( gram ) Rata2 0,6818

Massa debu 0,0466 0,6818 0,6113 0,56705 0,46255 0,4648

% performa 100 1463,09013 1311,80258 1216,84549 992,596567 997,424893

Didapatkan hasil bahwa untuk sistem energisasi continuous , performa penangkapan debu ±15 kali lebih baik daripada penangkapan debu tanpa penambahan proses energisasi. Sedangkan performa penangkapan debu untuk sistem energisasi intermitent bernilai lebih kecil daripada sistem continuous , dan nilainya semakin menurun seiring semakin besarnya nilai derajat intermitansi (D) F.

Dari tabel dan gambar 20 di atas terlihat bahwa massa debu yang terkumpul pada elektroda pengumpul akan semakin menurun seiring semakin besarnya nilai derajat intermitansi (D). Grafik penurunan massa debu yang tertangkap terhadap nilai derajat intermitansi (D) dapat diekspresikan dengan persamaan linear y = -0,608x + 0,7448. Semakin tinggi nilai derajat intermitansi berarti tegangan keluaran rata-rata juga akan semakin kecil, yang berarti proses ionisasi juga akan berjalan semakin lambat. Selain itu, semakin kecil frekuensi terjadinya ionisasi partikel debu yang melewati sela diantara elektroda discharge dan pengumpul.

(b) Gambar 22 Grafik hubungan massa debu terkumpul terhadap tegangan

Dari gambar 21 dapat dilihat bahwa jumlah debu akan naik dengan kenaikan tegangan yang diterapkan pada filter sesuai persamaan y = 0,0585x+0,382. Hal ini dikarenakan nilai debu yang mengendap berbanding linear dengan nilai tegangan yang diaplikasikan. E.

Perbandingan Performa Penangkapan Debu antara Metode Continuous dan Intermittent Energisation Setelah didapatkan data performa penangkapan debu dengan metode continuous dan intermittent, maka dapat dibandingkan hasil pengujiannya dengan tabel sebagai berikut

TABEL V PENGARUH DURASI INJEKSI TERHADAP DEBU YANG TERKUMPUL

D

HV ratarata

1 2 3 4 5

5,2 kV 4,4 kV 4 kV 3,6 kV 3,4 kV

Massa debu yang terkumpul (gram) 10 s 0,6818 0,6578 0,5918 0,4518 0,4320

20 s 0,7215 0,7312 0,6432 0,5253 0,5128

30 s 0,7265 0,7378 0,7634 0,6290 0,6280

40 s 0,7280 0,7354 0,7712 0,7932 0,7925

50 s 0,7343 0,7402 0,7864 0,8045 0,8630

Dari tabel 6 diketahui bahwa semakin panjang durasi pemaparan debu, maka massa debu yang terkumpul juga akan semakin besar. Massa debu yang terkumpul (gram)

Gambar 21 Grafik hubungan massa debu terkumpul terhadap derajat intermitansi

Pengaruh Durasi Injeksi Debu terhadap Massa Debu yang Terkumpul Pada pengujian ini dilakukan variasi durasi waktu injeksi debu melalui lubang inlet. Pengumpanan debu dengan menggunakan feeder dengan kapasitas alir 5 mg/s.

0,9000 0,8500 0,8000 0,7500 0,7000 0,6500 0,6000 0,5500 0,5000 0,4500 0,4000

D=1 D=2 D=3 D=4 D=5

10 s

20 s

30 s

40 s

50 s

Durasi pemaparan

Gambar 23 Grafik pengaruh durasi pengumpanan terhadap massa debu yang terkumpul pada collecting plate

Semakin lama durasi pengumpanan, maka massa debu yang terkumpul pada collecting plate akan semakin bertambah sampai pada titik jenuhnya. Titik jenuh terjadi pada saat debu pada collecting plate telah mencapai ketebalan tertentu, yang menyebabkan debu terionisasi yang melayang diantara kedua elektroda tidak dapat lagi menempel ke plat pengumpul. Pada tiap frekuensi energisasi, titik jenuh debu pada collecting plate memiliki

nilai yang berbeda-beda. Pada tabel 6, titik jenuh ditunjukkan pada angka dengan warna merah, dimana massa tidak lagi menunjukkan peningkatan yang signifikan walaupun collecting plate dikenai pemaparan debu dengan durasi yang lebih panjang. V. PENUTUP Kesimpulan Power Supply tegangan tinggi searah untuk pengendap debu secara elektrostatik dengan penerapan metode energisasi intermittent telah dibuat. Dari hasil pengujian didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Besar tegangan tinggi keluaran rata-rata berbanding terbalik dengan nilai derajat intermitansi dimana nilai tegangan tinggi keluaran terbesar dihasilkan pada nilai derajat intermitansi D=0 yaitu sebesar 5,2 kV dan bernilai terkecil pada nilai derajat intermitansi D=5 yaitu sebesar 3,4 kV. 2. Banyak debu yang mengendap pada precipitator berbanding lurus dengan tegangan yang diterapkan sesuai persamaan y = 0,0585x+0,382. 3. Banyak debu yang mengendap pada precipitator berbanding terbalik dengan nilai derajat intermitansi D sesuai persamaan y = -0,608x + 0,7448. 4. Untuk jenis debu gipsum dengan pemaparan selama 10 detik, metode energisasi continuous mengendapkan lebih banyak debu dibandingkan metode intermittent. 5. Nilai efektifitas rata – rata alat pengendap debu dibanding dengan efektifitas tanpa energisasi berbeda untuk tiap derajat intermitansi, yaitu 15 kali untuk metode continuous, 13 kali untuk derajat intermitansi (D) = 2, 12 kali untuk derajat intermitansi (D) = 3, 9 kali untuk derajat intermitansi (D) = 4, 9 kali untuk derajat intermitansi (D) = 5. 6. Semakin besar tegangan tinggi rata-rata yang diaplikasikan maka debu semakin cepat terkumpul pada collecting electrode dan semakin cepat pula elektroda pengumpul mencapai titik jenuh. 7. Semakin panjang durasi pengumpanan debu maka debu yang terkumpul juga akan meningkat hingga mencapai titik jenuh (saturasi) yang nilainya bervariasi untuk tiap nilai derajat intermitansi (D) yang diaplikasikan, dimana untuk nilai derajat intermitansi yang lebih besar maka titik jenuh juga akan semakin tinggi. A.

B. Saran 1. Dapat dikembangkan pembuatan suplai daya untuk electrostatic precipitator dengan menggunakan metode pulsed DC, sehingga efisiensi ketiga metode energisasi dapat dibandingkan. 2. Dapat dibuat sistem pengaturan otomatis untuk menentukan nilai derajat intermitansi D sesuai umpan balik sensor kepekatan debu yang terpasang pada plant pengendap debu. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3]

Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi Suplemen, Ghalia Indonesia, Jakarta, 1983. Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994. Bapat, J.D., ―Application of ESP for gas cleaning in cement industry—with reference to India‖, Journal of

[4] [5] [6]

[7]

[8] [9]

[10]

[11] [12]

[13] [14] [15] [16]

Hazardous Materials B81, 285–308. 2000. Harunur Rashid, Muhammad. Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications, Prentice Hall, 1988. Meek,J., Electrical Breakdown of Gases. Oxford University Press, London, 1953. Nurlailati, Tugas Akhir Aplikasi Tegangan Tinggi DC pada Alat Pengendap Debu secara Elektrostatis, Semarang, 2007. Parker, Ken., Electrical Operation of Electrostatic Precipitators, The Institution of Electrical Engineers,London, 2007. Peek, F. W., Dielectric Phenomena in High Voltage Engineering, McGraw-Hill Book Co., New York, 1929. Raditya, Achmad. Tugas Akhir Perancangan Pembangkit Tegangan Tinggi Dc Full Wave Walton Cockcroft Dan Aplikasinya Sebagai Pengendap Debu. Semarang, 2010 Ruttanachot, Chayasak. Application of Electrostatic Precipitator in Collection of Smoke Aerosol Particles from Wood Combustion, Taiwan Association for Aerosol Research, 2011. Syamsir, A., Teori Kegagalan Isolasi. Universitas Trisakti, Jakarta, 2003. Tekasakul et al., ―Removal of Soot Particles in Rubber Smoking Chamber by Electrostatic Precipitator to Improve Rubber Sheet Color‖, Aerosol and Air Quality Research, Vol. 6, No. 1, pp. 1-14, 2006. Tobing, Bonggas L, Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003. White, Harry J., Industrial Electrostatic Precipitation, Addison Wesley, Reading MA, 1963. ---, Peek’s Law, http://en.wikipedia.org/wiki/Peek’s_Law, Desember 2008. G. Bacchiega, ―Back-Corona Model for Prediction of Esp Efficiency and Voltage-Current Characteristics”, ICESP X, Juni 2006.

BIODATA PENULIS Hardian Yanuar W (L2F006046), dilahirkan di Purworejo pada tanggal 1 Januari 1989. Menempuh pendidikan dasar di SDN Purworejo 1 dan SDN Candisari, lalu melanjutkan ke SMPN 2 Purworejo. Pendidikan menengah ditempuh di SMAN 1 Purworeo dan saat ini sedang melanjutkan pendidikan di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang dengan konsentrasi Teknik Tenaga Listrik. Menyetujui, Dosen Pembimbing I

Ir. Agung Warsito, DHET NIP. 19580617 1987031 002 Dosen Pembimbing II

Abdul Syakur, ST, MT NIP. 19720422 1999031 004