PENYIMPANAN ENERGI RODA GILA
FLYWHEEL ENERGY STORAGE
COVER
TUGAS MATA KULIAH
KAPITA SELEKTA ENERGI
Disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan mata kuliah
Kapita Selekta Energi
Disusun oleh :
YOHANES BRAHMANTYO MAHARDHIKA
1108120091
PROGRAM STUDI TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
BANDUNG
2018
A.
SEJARAH
Dalam sejarah penggunaan baterai untuk pengembangan mobil listrik, pada tahun
1994 dilakukan penelitian oleh California Air Resources Board terkait kemampuan
baterai terhadap jarak jelajah mobil listrik yang hanya berkisar 100 – 150 km.
Kedepannya akan diteliti baterai yang memiliki harga rendah tapi memiliki kapasitas
penyimpanan yang lebih besar. Salah satu media penyimpanan yang menjanjikan
adalah flywheel energy storage, yaitu suatu baterai mekanis berbentuk piringan.
B.
KONSEP
Sebagai komponen penunjang dalam penyalaan mesin mobil (Engine Start),
Flywheel memerankan peranan yang sangat penting, yakni untuk mempertahankan
putaran mesin dan memungkinkan mesin bekerja (berputar) dengan lembut walaupun
torsi dari crankshaft tidaklah konstan.
Flywheel (Roda Gila) adalah perangkat mekanik berputar yang digunakan untuk
menyimpan energi rotasi. Flywheel memiliki momen inersia yang signifikan, dan
dengan demikian menahan perubahan kecepatan rotasi. Jumlah energi yang tersimpan
dalam flywheel adalah sebanding dengan kuadrat kecepatan rotasi. Energi ditransfer ke
flywheel dengan menggunakan torsi, sehingga meningkatkan kecepatan rotasi, dan
karenanya energi dapat tersimpan. Sebaliknya, flywheel melepaskan energi yang
tersimpan dengan melakukan torsi ke beban mekanik, sehingga mengurangi kecepatan
rotasi.
Penggunaan umum dari roda gila meliputi:

Menyediakan energi yang terus menerus ketika sumber energi terputus. Misalnya,
flywheel yang digunakan dalam mesin piston (piston engine / reciprocating
engine), karena sumber energi berupa torsi dari mesin, berselang (tidak konstan).

Memberikan energi pada tingkat di luar kemampuan sumber energi yang terus
menerus. Hal ini dicapai dengan mengumpulkan energi dalam flywheel dari
waktu ke waktu dan kemudian melepaskan energi dengan cepat, dengan tingkat
yang melebihi kemampuan sumber energi.

Mengontrol orientasi dari sebuah sistem mekanik. Dalam aplikasi tersebut,
momentum sudut dari flywheel sengaja ditransfer ke beban ketika energi
ditransfer ke atau dari flywheel.
Flywheel biasanya terbuat dari baja dan berputar pada bantalan (bearings)
konvensional, dan ini umumnya terbatas pada tingkat revolusi kurang dari 1000 RPM.
Beberapa flywheel modern terbuat dari bahan serat karbon dan menggunakan bantalan
magnet, memungkinkan flywheel untuk berputar pada kecepatan sampai 60.000 RPM.
Modern Automobil Engine Flywheel
Flywheel sering digunakan untuk menyediakan energi yang terus menerus dalam
sistem di mana sumber energi tidak kontinyu. Dalam kasus tersebut, flywheel
menyimpan energi ketika torsi diterapkan oleh sumber energi, dan melepaskan energi
yang tersimpan ketika sumber energi tidak menerapkan torsi untuk itu. Misalnya,
flywheel yang digunakan untuk mempertahankan kecepatan sudut konstan crankshaft
dalam mesin piston. Dalam hal ini, flywheel yang dipasang pada crankshaft menyimpan
energi ketika torsi yang diberikan pada flywheel oleh piston yang sedang bergerak, dan
melepaskan energi ke beban mekanik bila tidak ada piston yang menghasilkan daya.
Flywheel (roda gila) merupakan komponen dari mesin yang mampu menyimpan
energi kinetik dari gerak rotasi poros engkol dan bertujuan untuk menghasilkan putaran
mesin yang stabil. Flywheel atau roda gila dihubungkan pada ujung poros engkol
sebuah mesin yang menerima tenaga putar dari piston selama langkah usaha, yang
kemudian akan berkurang akibat langkah-langkah lain, inertia loss, dan juga akibat
gesekan. Flywheel berfungsi sebagai suatu lumbung penyimpanan energi, yang mana
menyimpan energi saat suplai melebihi kebutuhan dan melepaskannya saat suplai lebih
kecil dari kebutuhan yang mana juga berguna sebagai kontrol dari terjadinya suatu
fluktuasi kecepatan dan mampu mebuat crankshaft berputar secara kontinyu dan terus
menerus dan mengakibatkan mesin beroperasi dengan lembut. Berbagai macam jenis
mesin digunakan pada ranah teknik permesinan, dimana pada mesin-mesin tersebut
sumber energi digunakan dan dikonversikan menjadi kerja yang berguna. Pada
beberapa jenis mesin, saat proses kerja berlangsung, fluktuasi energi sering terjadi yang
mana menyebabkan fluktuasi pada kecepatan mesin tersebut.
Flywheel, atau dalam bahasa Indonesia sering disebut sebagai roda gila,
digunakan dengan tujuan sebagai suatu lumbung penyimpanan energi, yang mana
menyimpan energi saat suplai melebihi kebutuhan dan melepaskannya saat suplai lebih
kecil dari kebutuhan. Flywheel ini juga berguna sebagai kontrol dari terjadinya suatu
fluktuasi kecepatan. Mengacu pada kemampuan flywheel untuk menyimpan energi
kinetik dari proses rotasi poros engkol, ketidakstabilan putaran crankshaft hampir selalu
terjadi. Hal ini dikarenakan kemampuan crankshaft untuk merubah gerak translasi dari
sebuah piston menjadi gerak rotasi poros juga mengalami akselerasi sewaktu proses
pembakaran dalam silinder liner terjadi. Daya pembakaran yang dihasilkan saat langkah
usaha terjadi, disimpan dalam bentuk momen inersia untuk mengcover langkah-langkah
selanjutnya yang berlangsung. Energi kinetik pada flywheel dapat ditingkatkan
berdasarkan dua variabel, yaitu menambah massa flywheel dan juga mempercepat
putaran flywheel itu sendiri. Media penyimpanan energi seperti flywheel lebih
dipengaruhi kecepatan putaran daripada massanya. Namun dalam putaran yang sangat
tinggi, metal flywheel dapat rusak dengan sendirinya akibat adanya tegangan geser
yang berlebih.
C.
APLIKASI
Flywheel biasa digunakan dalam permesinan sebagai media penyimpan energi
dan stabilisasi output. Aplikasi flywheel pada genset atau pembangkit listrik untuk
daerah terpencil ini diharapkan dapat menstabilkan output motor penggerak. Stabilnya
output motor penggerak akan berdampak pula pada stabilnya output generator,
sehingga diharapkan pula dapat -memutar generator yangPengaplikasian flywheel juga
berpengaruh pada kecepatan rotasi motor listrik dan generator ketika diberi
pembebanan. Padahasil pengujian kecepatan rotasi motor listrik dan generator, pada
variasi tanpa flywheel, semakin besar beban yang diberikan pada generator, maka
kecepatan rotasi generator dan motor listrik mengalami banyak penurunan.
memilikioutput daya lebih besar dari input daya yang dibutuhkan motor penggerak.
Pada saat flywheel diaplikasikan pada sistem, torsi sistem akan meningkat signifikan.
Hal ini berpengaruh pada kemampuan motor listrik dan generator untuk lebih bertahan
pada kecepatan rotasi nominalnya. Hal ini dikarenakan semakin besar nilai torsi sistem,
maka sistem akan memiliki nilai momen inersia yang besar, dimana ketika suatu objek
berputar memiliki nilai momen inersia yang besar, maka objek lebih dapat
mempertahankan kecepatan rotasinya ketika gaya yang memutar objek tersebut
mengalami penurunan.
Aplikasi lainnya juga terdapat pada Flywheel Generator. Flywheel Generator
merupakan Alat peningkat daya listrik memanfaatkan reservoir energy dari flywheel.
Alat tersebut juga dilengkapi oleh beberapa komponen yang dapat memberikan
berbagai kemudahan dalam pengoprasiannya, antara lain :
1. Saklar TPDT guna mempermudah penyalaan alat serta menjadi alat safety jika
terjadi korsleting listrik.
2. Terminal kuningan sebagai penyalur Output daya yang bisa langsung
digunakan.
3. Rangka Besi yang kokoh dan dilengkapi
4. Roda untuk mempermudah memindahkan alat
REFERENSI
1. Aminudin Mohammad, dkk. 2009. Studi Aplikasi Flywheel Energy Storage Untuk
Meningkatkan dan Menjaga Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
(PLTMH). Jurusan Teknik Fisika – Fakultas Teknik Industri. Institut Teknologi
Sepuluh November. Surabaya
2. Christopher Flavin dan Nicholas Lenssen. 1995. Gelombang Revolusi Energi.
Yayasan Obor Indonesia. Jakarta
3. Mustafa E. Amiryar dan Keith R. Pullen. 2016. A Review of Flywheel Energy
Storage System Technologies and Their Applications. School of Mathematics,
Computer Science and Engineering. University of London. United Kingdom
4. Yuniarsih, dkk. 2013. Flywheel Generator. Institut Teknologi Sepuluh November.
Surabaya