Artikel tentang energi terbarukan

1. Power and Energy Systems Competition 2018
PEMANFAATAN LIMBAH AIR CUCIAN BERAS SEBAGAI SUMBER
ENERGI ALTERNATIF RAMAH LINGKUNGAN
KARYA TULIS ILMIAH
OLEH:
PETRIKA LUBIS PRADANA 13659
MUHAMMAD RICKY 13655
RAHAYU ANGGRAINI 13661
SMK AL HUDA
KOTA KEDIRI
2018

2. PENGESAHAN KARYA TULIS ILMIAH
1. Judul Karya Tulis Ilmiah : Pemanfaatan Limbah Air Cucian Beras
Sebagai Sumber Energi Alternatif Ramah
Lingkungan
2. Ketua Kelompok
a. Nama Lengkap : Petrika Lubis Pradanaa
b. NIS/NISN : 13659
c. Jurusan : Teknik Instalasi Pemanfaatan Tenaga
Listrik
d. Nama Sekolah : SMK Al Huda Kota Kediri
e. Alamat Rumah/HP : RT 01 RW 06, Dsn. Cangkring, Ds
Bajaranyar, Kec. Kras, Kab. Kediri /
081450354034
f. Alamat email : petrika313@gmail.com
3. Anggota Kelompok : 2 orang
4. Guru Pembimbing
a. Nama Lengkap dan Gelar : Abdian Putra Primana
b. NIP : -
c. Alamat Rumah/HP : 085790377953
Kediri, 5 Juli 2018
Menyetujui
Guru Pembimbing, Ketua Kelompok,
Abdian Putra Primana, S.Pd. Petrika Lubis Pradana
NIP. - NIS. 13659
Kepala Sekolah,
H. Rahadian Fatawi, M.Pd.I
NIP. 19740530 200501 1 004
1

3. SURAT PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS ILMIAH
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama Ketua : Petrika Lubis Pradana
NIS : 13659
Jurusan : Teknik Instalasi Pemanfaatan Tenaga Listrik
Sekolah : SMK Al Huda Kota Kediri
Nama Anggota : 1. Muhammad Ricky
2. Rahayu Anggraini
Dengan ini menyatakan bahwa Karya Tulis Ilmiah dengan judul:
Pemanfaatan Limbah Air Cucian Beras Sebagai Sumber Energi Alternatif
Ramah Lingkungan
adalah benar-benar hasil karya tulis asli yang dibuat oleh penulis dan bukan
merupakan hasil jiplakan dari karya tulis orang lain serta belum pernah menjuarai
di kompetisi selain Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional Power and Energy
Systems Competiton (LKTIN PESC) 2018.
Bilamana dikemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,
maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku
yaitu berupa diskualifikasi dari Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional Power and
Energy Systems Competition (LKTIN PESC) 2018.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-
benarnya.
Kediri, 6 Juli 2018
Ketua Kelompok,
Petrika Lubis Pradana
NIS. 13659
2

4. KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,atas rahmat dan hidayah-Nya
sehingga peneliti dapat menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah PESC UM 2018.
Terselesaikannya karya tulis ilmiah PESC UM 2018 ini tidak lepas dari bantuan
berbagai pihak. karena itu, peneliti menyampaikan terimakasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa.
2. Orang Tua.
3. Bapak H. Rahardian Fatawi, M.Ag selaku kepala sekolah SMK Al
Huda Kota Kediri.
4. Bapak Abdian Putra Primana S.Pd sebagai pembimbing yang selama
ini membantu dalam penyelesaian karya tulis ilmiah PESC UM 2018.
5. Semua pihak yang membantu,memberikan semangat,inspirasi,dan
bimbingan dalam penyelesaian karya tulis ilmiah PESC UM 2018.
Peneliti menyadari bahwa tidak ada yang sempurna selain Tuhan Yang
Maha Esa. Maka dengan segala keterbatasan, kekurangan dalam penulisan karya
tulis PESC UM 2018 ini, peneliti mengharapkan saran dan kritik yang
membangun untuk membuat karya tulis ini menjadi lebih baik. peneliti berharap
full paper ini dapat bermanfaat bagi orang yang membacanya.
Kediri, 6 Juli 2018
Peneliti,
Petrika Lubis Pradana
3

5. DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAN ORISINILITAS........................................................... iii
KATA PENGANTAR........................................................................................... iii
DAFTAR ISI...........................................................................................................iv
DAFTAR TABEL...................................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................vii
ABSTRAK........................................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah...................................................................... 9
1.2 Rumusan Masalah..............................................................................10
1.3 Manfaat Penelitian.............................................................................10
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Perkembangan Energi
Listrik.............................................................11
2.2 Limbah Air cucian beras....................................................................11
2.3 Energi Alternatif................................................................................13
2.4.1. Reaksi oksidasi di anoda................................................................14
2.4.2. Reaksi reduksi di katoda...............................................................14
2.4 Sel Volta............................................................................................13
2.5 Rangkaian Joule Thief.......................................................................15
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Teknik Pengumpulan Data................................................................ 17
3.1.1. Metode Eksperimen............................................................... 17
3.1.2. Metode Studi Literatur........................................................... 17
3.2 Teknik Pengolahan Data................................................................... 18
3.3 Teknik Analisis Data......................................................................... 18
4

6. 3.3 Kerangka Berpikir............................................................................. 18
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Rancangan......................................................................................... 19
4.2 Implementasi .................................................................................... 22
4.3 Pengolahan data ............................................................................... 26
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan..................................................................................... 29
5.2 Saran............................................................................................... 29
DAFTAR RUJUKAN.......................................................................................... 30
DAFTAR RIWAYAT HIDUP........................................................................... 31
5

7. DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
4.1.Pengukuran tegangan dan kuat arus air bekas cucian beras ........................... 33
4.2.Volume tiap satu kali pencucian beras ........................................................... 33
4.3.Pengukuran tegangan & kuat arusair bekas cucian beras................................33
4.4.Pengukuran air cucian beras baru....................................................................34
4.5. Pengukuran rangkaian seri tiap volume air cucian beras............................... 20
4.6 Pengukuran kuat arus dan tegangan pada baterai jelly air cucian beras......... 20
DAFTAR GAMBAR
6

8. Gambar Halaman
2.1. Struktur Beras ............................................................................................. 13
2.2. Sel Volta.......................................................................................................15
2.3. Capit buaya.................................................................................................. 20
2.4. Gelas ukur................................................................................................... 21
2.5. Multimeter digital........................................................................................ 21
2.6. Rangkaian joule thief ................................................................................. 21
2.7. Baterai bekas ABC tipe AA........................................................................ 22
2.8. Kotak bersekat..............................................................................................22
2.9. Lampu DC................................................................................................... 23
2.10. Lampu LED 3 warna .................................................................................. 23
2.11. Lampu AC................................................................................................... 23
2.12. Air bekas cucian beras.................................................................................23
2.13. Lampu El Wire.............................................................................................24
2.14. Pembongkaran baterai bekas........................................................................24
2.15. Penakaran limbah air cucian beras ............................................................. 25
2.16. Proses perangkaian prototype..................................................................... 25
2.17. Proses pengukuran arus dan tegangan pada rangkaian prototype............... 25
2.18. Perangkaian power bank dengan rangkaian joule thief............................... 26
2.19. Pengujian rangkaian ke beban listrik DC dan AC...................................... 26
2.20. Penakaran limbah air cucian beras.............................................................. 27
2.21. Pencampuran bubuk jelly............................................................................ 27
2.22. Proses penuangan jelly ke baterai bekas......................................................28
2.23. Pengukuran tegangan listrik.........................................................................28
2.24. Pengukuran kuat arus listrik.........................................................................28
2.25. Pengujian alat-alat elektronik.......................................................................28
7

9. Pemanfaatan Limbah Air Cucian Beras Sebagai Sumber Energi Alternatif
Ramah Lingkungan
Petrika Lubis Pradana, Muhammad Ricky, Rahayu Angraini
SMK Al Huda, Kediri
ABSTRAK
Kebutuhan listrik di Indonesia saat ini semaakin meningkat, hal inu ditandai
dengan banyaknya energi listrik yang dipakai pada rumah tangga dan industri. Dalam
daftar tarif dasar listrik Tegangan Rendah (TR) tarif naik sebesar Rp. 1.467,28 per kWh
mulai 31 Desember 2017 hingga 31 Maret 2018.
Limbah rumah tangga merupakan limbah terbesar di Indonesia hingga mencapai
75 % dari keseluruhan limbah yang ada di sungai yang diantaranya merupakan limbah air
cucian beras. Pemanfaatan limbah air cucian beras yang digunakan sebagai sumber energi
dengan cara mengubah zat kimia yang terkandung di dalamnya seperti seng (Zn) dan
tembaga (Cu) menjadi listrik menggunakan prinsip reaksi redoks sehingga menghasilkan
sel volta.
Hasil penelitian yang dilakukan menghasilkan energi listrik pada tiap wadah rata-
rata sebesar 1,3 V DC dan arus sebesar 5 mA untuk menyalakan peralatan elektronik
sederhana dan lampu AC.
Untuk mendapatkan energi listrik yang lebih besar, penelitian ini menggunakan
rekayasa teknologi bernama Joule Thief (JT) untuk memperbesar keluaran tegangan arus
searah / DC yang dihasilkan ataupun mengkonversi dari tegangan arus searah menjadi
tegangan arus bolak-balik.
Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, air cucian beras merupakan salah
satu sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan memiliki nilai guna daripada
dibuang sebagai limbah cair.
Kata kunci: air limbah cucian beras, joule thief, energi alternatif
BAB 1
8

10. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Konsumsi listrik di Indonesia terus menunjukkan kenaikan seiring
bertambahnya akses energi listrik serta adanya perubahan gaya hidup
masyarakatnya. Berdasarkan data Kemneterian ESDM, konsumsi listrik
Indonesia pada tahun 2017 mencapai 1.012 Kilo Watt per Hour (KWH) per
kapita, naik 5,9 persen dari tahun sebelumnya. Untuk tahun ini, pemerintah
menargetkan konsumsi listrik masyarakat akan meningkat menjadi 1.129
KWH per kapita. Untuk mengantisipasi kenaikan tersebut, pemerintah juga
meningkatkan kapasitas pembangkit sebesar 60 Giga Watt (GW) dari realisasi
tahun lalu sebesar 60 GW. Krisis energi terutama listrik, yang pernah terjadi
menjelang akhir abad ke-20 mengisyaratkan bahwa suplai energi listrik tidak
dapat mengimbangi tingginya laju permintaan (Nurhidayati, 2004).
Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil sebagai penggerak mesin-mesin
pembangkit listrik, setidaknya memiliki tiga ancaman serius, yakni
menipisnya cadangan minyak bumi yang diketahui (bila tanpa temuan sumur
minyak baru), kenaikan/ketidakstabilan harga akibat laju permintaan yang
lebih besar dari produksi minyak, dan polusi gas rumah kaca (terutama CO2)
akibat pembakaran bahan bakar fosil. Untuk itu diperlukan penggunaan
sumber energi baru yang dapat diperbaruhi dan ramah lingkungan.
Beras merupakan bagian bulir padi (gabah) yang telah dipisahkan dari
sekam. Sekam dalam bahasa Jawa secara anatomi disebut ‘palea’ (bagian
yang ditutupi) dan ‘lemma’ (bagian yang menutupi). Kandungan nutrisi
beras yang tertinggi terdapat pada bagian kulit ari. Sekitar 80% vitamin B1,
70% vitamin B3, 90% vitamin B6, 50% Mangaan (Mn), 50% Fosfor (P), 60%
zat besi (Fe), 100% serat, dan asam lemak esensial hilang selama proses
penggilingan beras. Walaupun sebagian nutrisi yang hilang, namun masih
terdapat nutrisi tersisa yang menempel pada kulit ari.
Saat mencuci beras, air cucian pertama akan berwarna keruh. Warna
keruh bekas cucian itu menunjukkan bahwa lapisan teluar dari beras telah
9

11. terkikis. Air bekas cucian beras memiliki banyak fungsi, diantaranya sebagai
pengganjal lapar bila diminum matang, mencegah dan mengurangi
kerontokan ramput, mengobati rambut kering dan rusak, antioksidan,
mengontrol minyak berlebih, melembutkan wajah, mengurangi kerutan, serta
masih banyak lagi. Namun, pada kenyataannya masih banyak air bekas
cucian beras yang tidak dimanfaatakan secara maksimal dan justru dibuang.
Melihat potensi tersebut, peneliti berupaya untuk meneliti dan memanfaatkan
kandungan yang ada di dalamnya sebagai bahan untuk dijadikan prototype
sumber energi listrik alternatif. Bersamaan dengan itu, peneliti juga ingin
mengkombinasikan prototype dengan menambahkan rangkaian penambah
tegangan / joule thief agar tegangan yang dikeluarkan bisa lebih besar.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas di atas, maka kami dapat
mengidentifikasi masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana memanfaatkan limbah air cucian beras sebagai sumber
energi alternatif?
2. Bagaimana cara mendapatkan tegangan yang besar dari sumber energi
alternatif limbah air cucian beras?
3. Bagaimana cara menggunakan sumber energi alternatif limbah air
cucian beras dapat digunakan untuk menyalakan beban listrik rumah
tangga dan alat elektronik?
1.3. Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian kali ini, diharapkan dapat memberikan manfaat
sebagai berikut:
1. Memberikan informasi kepada masyarakat tentang pemanfaatan limbah air
cucian beras sebagai sumber energi alternatuf.
2. Mampu memahami cara mendapatkan tegangan yang besar dari sumber
energi alternatif limbah air cucian beras.
3. Mampu mengetahui cara menggunakan sumber energi alternatif limbah air
cucian beras untuk menyalakan beban listrik rumah tangga dan alat
elektronik.
10

12. BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1. Perkembangan Energi Listrik
Menurut sejarah, listrik adalah oleh seorang cendikiawan Yunani yang
bernama Thales, yang mengemungkakan fenomena batu ambar yang bila digosok-
gosokkan akan dapat menarik bulu sebagai fenomena listrik. Kemudian setelah
bertahun-tahun sejak ide Thales dikemukakan, baru kemudian muncul lagi
pendapat-pendapat serta teori -teori baru mengenai listrik seperti yang diteliti dan
dikemukakan oleh William Gilbert, Joseph priestley, Charles De Coulomb,
Ampere Michael Farraday, Oersted, dan lain-lain.
Informasi tentang sejarah penemu listrik ini disajikan dalam bentuk panel
dan didukung dengan perangkat audio visual yang menyajikan tiruan dari
percobaan - percobaan yang pernah dilakukan oleh para ilmuan. Di Indonesia
listrik sampai saat ini merupakan sumber energi utama, dimana penggunaan setiap
tahunnya mengalami peningkatan yang terus-menerus meningkat. Hal ini
disebabkan karena bertambahnya jumlah penduduk, industri dan meningkatnya
sarana prasarana yang menggunakan listrik untuk pemanfaatannya.
2.2. Beras
Beras adalah bagian bulir padi (gabah) yang telah dipisah dari sekam.
Sekam (Jawa merang) secara anatomi disebut 'palea' (bagian yang ditutupi) dan
'lemma' (bagian yang menutupi). Pada salah satu tahap pemrosesan hasil panen
padi, gabah ditumbuk dengan lesung atau digiling sehingga bagian luarnya (kulit
gabah) terlepas dari isinya. Bagian isi inilah, yang berwarna putih, kemerahan,
ungu, atau bahkan hitam, yang disebut beras. Beras umumnya tumbuh sebagai
tanaman tahunan. Tanaman padi dapat tumbuh hingga setinggi 1 - 1,8 m.
Daunnya panjang dan ramping dengan panjang 50 - 100 cm dan lebar 2 - 2,5 cm.
Beras yang dapat dimakan berukuran panjang 5 - 12 mm dan tebal 2 - 3 mm.
Menurut KBBI, beras adalah padi yang telah terkelupas kulitnya untuk ditanak menjadi
nasi.
11

13. Gambar 2.1 Struktur Beras
Beras sendiri secara biologi adalah bagian biji padi yang terdiri dari
aleuron, lapis terluar yang sering kali ikut terbuang dalam proses pemisahan kulit,
endosperma, tempat sebagian besar pati dan protein beras berada, dan embrio,
yang merupakan calon tanaman baru (dalam beras tidak dapat tumbuh lagi,
kecuali dengan bantuan teknik kultur jaringan). Dalam bahasa sehari-hari, embrio
disebut sebagai mata beras.
Beras dimanfaatkan terutama untuk diolah menjadi nasi, makanan pokok
terpenting warga dunia. Beras juga digunakan sebagai bahan pembuat berbagai
macam penganan dan kue-kue, utamanya dari ketan, termasuk pula untuk
dijadikan tapai. Selain itu, beras merupakan komponen penting bagi jamu beras
kencur dan param. Minuman yang populer dari olahan beras adalah arak dan air
tajin. Dalam bidang industri pangan, beras diolah menjadi tepung beras. njadi
2.3. Energi Alternatif
Konsumsi kayu bakar di Indonesia pada tahun 1981 diperkirakan
mencapai dua per tiga ton per kapita pertahun, maka konsumsi total akan
mencapai 100 juta ton dan terbanyak di pulau Jawa, yaitu sebesar 60 juta ton.
Dengan laju konsumsi energi tersebut dapat membahayakan kelestarian hutan dan
lingkungan hidup. Dalam hal ini perlu dicari jalan keluarnya sebab masalah
penyelamatan hutan dan lingkungan hidup mengandung multi dimensi. Maka
perlu dicari sumber-sumber energi alternatif yang kompetitif untuk pengganti
sumber bahan bakar minyak.
Laju kebutuhan energi ini disebabkan karena laju pertumbuhan penduduk
dan perkembangan teknologi, untuk itu maka peneliti mencoba membuat suatu
peneltian tentang limbah air cucian beras sebagai alternatif sumber energi listrik.
12

14. Berdasarkan pemakaian, energi alternatif dapat digolongkan atas dua
golongan:
1. Energi alternatif jangka pendek, yaitu energi biomassa yang menurut istilah
Herman Johannes, briket biomassa, energi surya, energi mikrohidro dan
energi angin.
2. Energi alternatif jangka panjang yaitu energi gelombang laut.
Dari banyaknya energi alternatif ini, pemanfaatan limbah air cucian beras
ini mempunyai kaitan yang sangat erat dengan program pemerintah untuk
lingkungan hidup yang sehat. Pembuatan energi limbah rumah tangga ini perlu
dikembangkan di kota-kota dengan memanfaatkan tandon-tandon pembuangan
dikalangan rumah tangga, sehingga upaya penyediaan sumber energi alternatif
bisa lebih terpenuhi.
2.4. Sel Volta
Sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat menimbulkan arus listrik
akibat adanya reaksi redoks dalam sel tersebut. Reaksi oksidasi terjadi pada anoda
yang merupakan elektroda (-), sedangkan reaksi reduksi terjadi pada katoda yang
merupakan elektroda (+).
Untuk memahami mekanisme sel volta, marilah kita lihat contoh klasik
sel volta yang terdiri dari elektroda-elektroda Zn (seng) dan Cu (tembaga). Logam
Zn yang tercelup dalam larutan ZnSO4 (bening tak berwarna) merupakan anoda
(tempat berlangsungnya oksidasi), sedangkan logam tembaga yang tercelup ke
dalam larutan CuSO4 (biru bening) merupakan katoda (tempat berlangsungnya
reduksi) berikut ini;
Gambar 2.2 Sel volta
(Sumber : Masterton. 2009. Hal 482)
13

15. Kedua larutan dihubungkan oleh suatu “jembatan garam”. Masing-masing
logam seng dan tembaga dihubungkan dengan voltmeter melalui kawat. Reaksi
redoks yang terjadi adalah sebagai berikut:
2.4.1 Reaksi oksidasi di anoda
Logam Zn akan teroksidasi dengan reaksi :
Zn(s) → Zn2+
(aq) + 2 e-
Elektron yang dihasilkan anoda akan dialirkan keluar melalui kawat,
sehingga anoda dikatakan sebagai elektroda negatif. Sementara dalam larutan
ZnSO4 sudah terurai menghasilkan Zn2+
(aq) + SO4
2-
(aq). Terbentuk ion Zn2+
dari hasil
oksidasi menyebabkan larutan di anoda kelebihan ion positif.
2.4.2 Reaksi reduksi di katoda
Larutan CuSO4 di katoda awalnya sudah terurai menghasilkan
Cu2+
(aq) + SO4
2-
(aq).
Elektron yang dihasilkan anoda akan melewati voltmeter menuju katoda melalui
elektroda Cu dan ditangkap oleh ion Cu 2+
yang ada dalam larutan sehingga terjadi
reaksi:
Cu2+
(aq) + 2e-
→ Cu(s)
Endapan Cu akan menempel di elektroda Cu. Dan dalam larutan ion
positif menjadi berkurang atau katoda menjadi kelebihan ion negatif. Jembatan
garam berisi larutan KNO3 akan terurai menghasilkan K+
(aq) + NO3
-
(aq). Dia
berfungsi menetralkan kelebihan ion positif pada anoda dengan melepaskan ion
NO3
–
dan menetralkan ion negatif pada katoda dengan melepaskan ion K+
. maka
dari itu elektron terus mengalir secara berkesinambungan. Aliran elektron inilah
akan menghasilkan arus listrik dengan berlawanan arah, dimana anoda sebagai
kutup negatif dan katoda sebagai kutub positif. Jika dituliskan notasi sel adalah
sebagai berikut:
Zn/Zn2+
// Cu2+
/Cu
Kemampuan terjadinya reaksi reduksi suatu atom atau ion ditunjukan
dengan nilai potensial elektroda standart (Eo
). Makin tinggi nilai Eo
atom makin
mudah dia mengalami reaksi reduksi, dan sebaliknya makin rendah nilai Eo
akan
makin sukar mengalami reaksi reduksi (mudah mengalami oksidasi). Reaksi
14

16. berlangsung spontan, dapat mengalirkan elektron (listrik) jika elektroda yang
digunakan sebagai anoda lebih mudah mengalami oksidasi dibanding katoda.
Pembuatan sel volta harus terdiri dari dua buah elektroda dan larutan
elektrolit. Dua buah elektroda tersebut bertindak sebagai elektroda positif dan
elektroda negatif. Elektroda positif dibuat dari bahan yang mudah mengalami
reaksi oksidasi, biasanya berupa logam Zn. Sedangkan elektroda negatif dari
bahan yang mudah mengalami reaksi reduksi. Jika menggunakan elektroda karbon
(inert), maka ion dalam larutan harus mudah mengalami reduksi. Dari uraian
tersebut pada dasarnya kita dapat membuat sel volta dari bahan yang ada di
sekitar, atau bahan bekas yang sesuai
2.5. Rangkaian Joule Thief
Rangkaian Joule Thief atau yang sering kita sebut JT ini adalah sebuah
rangkaian yang memanfaat sumber energi sekecil apapun untuk menyalakan
lampu ataupun alat elektronik lainnya. Prinsip kerja dari rangkaian ini adalah
bekerja dengan cepat beralih transistor. Awalnya saat arus mulai mengalir
melalui resistor, gulungan sekunder, dan basis-emitor bersimpangan dan
menyebabkan transistor mulai mengaliri kolektor arus melalui gulungan primer.
Sejak dua gulungan yang terhubung dalam arah yang berlawanan, induktor
menginduksi tegangan di gulungan sekunder yang positif dengan menghidupkan
transistor pada bias yang lebih tinggi.
Proses umpan balik positif ini seketika merubah transistor pada bias yang
lebih tinggi (menempatkan di daerah saturasi), membuat kaki kolektor-emitor
terlihat seperti dasarnya saklar tertutup (karena V CE akan hanya sekitar 0,1 volt,
dengan asumsi bahwa arus basis cukup tinggi). Dengan primer berliku efektif di
baterai, arus meningkat pada tingkat sebanding dengan tegangan suplai dibagi
dengan induktansi. Pada pasokan rendah tegangan mode yang berbeda operasi
mengambil alih: gain dari transistor tidak linear dengan V CE. Pada tegangan suplai
yang rendah (biasanya 0,75 V) transistor membutuhkan arus basis yang lebih
besar untuk mempertahankan saturasinya.
Hal terpenting pada rangkaian joule thief ini adalah induktor yaitu adalah
komponen elektronika yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnetik,
tegangan induksi atau arus induksi. Saat arus listrik (i) melewati lilitan kawat,
15

17. maka akan timbul fluks magnetik (NΦ) di sekitar induktor yang besarnya
proporsional dengan kuat arus listrik yang melewatinya. Arus yang melewati
sebuah induktor akan menghasilkan medan magnet yang besarnya berbanding
lurus dengan arus listrik yang mengalir.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data merupakan cara atau jalan yang digunakan
oleh peneliti untuk mengumpulkan data dalam penelitian.
Metode pengumpulan data adalah cara-cara yang ditempuh oleh
peneliti untuk memperoleh data yang diperlukan yang kemudian digunakan
untuk membuat hasil atau suatu kesimpulan dari penelitian. Beberapa metode
yang digunakan oleh peneliti dalam penelitian ini adalah :
3.1.1 Metode Eksperimen
16

18. Metode eksperimen adalah melakukan percobaan secara langsung di
lapangan dan laboratorium. Meliputi metode observasi dan dokumentasi.
a. Metode observasi, yang dimaksud adalah metode pengumpulan data dengan
melakukan pengamatan langsung. Dan pencatatan secara sistematis dengan
seksama terhadap cara pembuatan prototype. Sehingga dengan metode ini
peneliti benar-benar mengetahui secara teliti bagaimana pembuatan prototype
sumber energi alternati berbahan limbah air cucian beras dan molase..
b. Metode dokumentasi, yaitu cara peneliti untuk mendapatkan data yang
dibutuhkan dalam penelitian dengan cara mendokumentasikan data yang ada.
Data tersebut bisa diperoleh dari sampel penelitian agar dapat disusun secara
runtut dan dapat memudahkan peneliti dalam menganalisis data.
Pengumpulan data ini melalui observasi data yang ada dan data yang telah
dikumpulkan selama penelitian.
3.1.2 Metode Studi Literatur
Metode literatur adalah metode pengumpulan data yang dilakukan dengan
cara mencari bahan-bahan tertulis yang sanggup mendukung tujuan penelitian,
seperti: membaca dan studi pustaka.
3.2. Teknik Pengolahan Data
Teknik pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah
dengan membuat tabel hasil eksperimen berupa pengukuran volume (ml),
tegangan (V), serta kuat arus (mA)
3.3. Teknik Analisis Data
Sesuai dengan metode eksperimen, peneliti melakukan analisis data
dengan menggunakan pengamatan berkaitan dengan pengukuran tegangan listrik,
kuat arus listrik yang dihasilkan, dan ketahanan prototype air cucian beras dalam
menyalakan alat-alat elektronik. Hasil dari pengamatan tersebut yang akan
digunakan untuk pengambilan kesimpulan.
3.4. Kerangka Berpikir
17

19. . Berdasarkan kajian teori yang dipaparkan di atas dapat ditarik
kesimpulan bahwa limbah air cucian beras yang selama ini diasumsikan sebagai
limbah yang ternyata kurang termanfaatkan secara optimal namun memiliki
manfaat yang lebih, salah satunya sebagai sumber energi listrik alternatif
pengganti baterai. Untuk selanjutnya akan dipaparkan secara empiris berdasarkan
hasil eksperimen.
18

20. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Rancangan
Pada tahap rancangan ini, penelitit melakukan pengumpulan alat dan
bahan yang digunakan dalam pembuatan uji coba prototype. Cara pembuatan
prototype limbah air cucian beras ini sangat mudah. Pada intinya hanya
menggunakan limbah air cucian beras yang disimpan secara anaerob. Setelah itu,
limbah yang sudah dicampur sesuai volume dimasukkan ke dalam wadah
tampung yang dibuat bersekat-sekat yang kemudian akan ditambahkan lapisan
seng bekas baterai dan batang inti baterai bekas untuk selanjutnya dihubungkan
secara seri dan outputnya akan disimpan ke dalam power bank. Berikut alat dan
bahan yang digunakan peneleiti dalam penelitian ini.
A. Alat
1. Tang kombinasi
Membantu untuk membuka seng yang terdapat pada baterai dan
meluruskan logam seng pembungkus luarnya.
2. Capit Buaya
Untuk membantu menghubungkan kabel antar kutub baik negatif atau
positif.
Gambar 2.3 Capit buaya
3. Kabel penghubung
Sebagai penghantar arus maupun tegangan listrik.
4. Gelas ukur
Membantu untuk mengukur berapa volume air cucian beras yang di
gunakan untuk peneliti
Gambar 2.4 Gelas ukur
5. Multimeter digital
19

21. Membantu untuk mengukur berapa besar tegangan maupun arus pada saat
uji coba.
Gambar 2.5 Multimeter digital
6. Joule thief
Membantu mengkonversi tegangan searah atau DC ke tegangan bolak-
balik atau AC selain itu juga untuk menaikkan tegangan DC
Gambar 2.6 Rangkaian joule thief
7. Cutter
Membantu untuk melubangi kotak sekat.
8. Tang potong
Membantu untuk memotong kabel.
9. Lem tembak dan Lem G Untuk merekatkan pipa PVC.
10. Gergaji besi
Untuk memotong pipa dan papan kayu
11. Gunting
12. Solasi hitam
Untuk mengisolasi baterai yang sudah dibongkar
B. Bahan
1. Baterai bekas ABC tipe AA
20

22. Gambar 2.7 Baterai bekas ABC tipe AA
2. Kotak bersekat
Sebagai wadah untuk air bekas cucian beras yang diberi sekat.
Gambar 2.8 Kotak bersekat
3. Lampu DC
Gambar 2.9 Lampu DC
4. Lampu LED 3 warna
Gambar 2.10 LED 3 warna
5. Lampu AC
Gambar 2.11 Lampu AC
21

23. 3. Air bekas cucian beras
Gambar 2.12 Air cucian beras dalam botol
4. Lampu El Wire
Gambar 2.13 Lampu El Wire
5. Saklar ganda
6. Jam dinding
7. Jam weker
8. Bubuk jelly
9. Kabel
4.2. Implementasi
Tahapan implementasi yang dilakukan oleh peneliti dalam penelitian ini
ada 2 teknik, yaitu:
1. Pembuatan prototype limbah air cucian beras
a. Menyiapkan alat dan bahan.
b. Melakukan pengukuran tegangan dan kuat arus listrik pada limbah air bekas
cucian beras menggunakan logam bekas penutup luar baterai dan batang inti
baterai yang dihubungkan ke multitester.
c. Mencatat hasil pengukuran.
d. Membuat prototype limbah air bekas cucian beras. Pertama-tama membuka
logam pembungkus baterai, membuka tutup baterai, dan membuang pasta
kimia atau elektrolit pada baterai bekas.
22

24. Gambar 2.14 Pembongkaran baterai bekas
e. Menakar air bekas cucian beras sesuai ukuran untuk kemudian dimasukkan
ke dalam wadah bersekat.
Gambar 2.15 Penakaran limbah air bekas cucian beras
f. Memasang lempengan logam seng bekas baterai (katoda) dan batang karbon
inti baterai (anoda) ke dalam wadah bersekat.
g. Memasukkan air bekas cucian beras yang sudah ditakar ke dalam wadah ber
bersekat
h. Merangkai prototype secara seri untuk kemudian dilakukan pengukuran arus
dan tegangan.
Gambar 2.16 Proses perangkaian prototype
i. Pengukuran tegangan (V) dan arus (mA) pada rangkaian prototype
23

25. Gambar 2.17 Proses pengukuran arus dan tegangan pada rangkaian prototype
j. Mencatat besar tegangan dan kuat arus listrik yang dihasilkan.
k. Penyimpanan energi pada power bank
l. Perangkaian power bank dengan rangkaian joule thief untuk menyalakan
lampu.
Gambar 2.18 Perangkaian power bank dengan rangkaian joule thief
m. Menguji baterai tersebut untuk menyalakan beban listrik.
Gambar 2.19 Pengujian rangkaian ke beban listrik DC dan AC
2. Pembuatan baterai limbah air cucian beras
a. Menyiapkan alat dan bahan.
b. Melakukan pengukuran tegangan dan kuat arus listrik pada limbah air
cucian beras menggunakan tembaga dan alumunium yang dihubungkan ke
multitester.
c. Mencatat hasil pengukuran.
d. Membuat jelly agar-agar dari limbah air cucian beras dengan cara merebus 1
liter limbah air cucian beras ke dalam panci. Kemudian menambahkan 1
bungkus bubuk jelly (7 gram bubuk jelly).
24

26. Gambar 2.20 Penakaran Gambar 2.21 Pencampuran
limbah air cucian beras bubuk jelly
e. Memanaskan air cucian beras sambil diaduk selama 10 menit.
f. Kemudian mematikan api kompor.
g. Mendiamkan jelly selama 3 menit agar lebih dingin.
h. Menuangkan jelly cair tersebut ke dalam wadah baterai. Untuk baterai ukuran
AA, dibutuhkan 5 ml jelly, sedangkan untuk baterai ukuran D dibutuhkan 40
ml.
Gambar 2.22 Proses penuangan jelly ke baterai bekas
i. Mendiamkan hingga dingin selama 10 menit
j. Menutup baterai dengan tutup positifnya setelah menjadi dingin dan
mengeras.
k. Mengukur kuat arus dan besar tegangan listrik yang dapat dihasilkan tiap
baterai dengan multitester digital.
Gambar 2.23 Pengukuran Gambar 2.24 Pengukuran
tegangan listrik kuat arus listrik
l. Mencatat besar tegangan dan kuat arus listrik yang dihasilkan.
25

27. m. Menguji baterai tersebut untuk menyalakan alat-alat elektronik.
Gambar 2.25 Pengujian alat-alat elektronik
4.3. Pengolahan Data
a. Eksperimen 1
Tabel 4.1 Pengukuran tegangan dan kuat arus baterai AA dan D
Jenis Tegangan (V) Kuat Arus (mA)
AA 1,5 V 1500
D 1,5 V 8000
Tabel 4.2 Pengukuran volume tiap satu kali pencucian beras
No Volume pencucian beras (ml)
1 600 ml
2 1500 ml
3 1700 ml
Tabel 4.3 Pengukuran tegangan dan kuat arus air bekas cucian beras
No Volume (ml)
Tegangan (V) Kuat Arus (mA)
Tanpa
diaduk
Diaduk
Tanpa
diaduk
Diaduk
1 Sampel 1 - 150 ml 1 1,6 0.03 0,3
2 Sampel 2 - 150 ml 1 1,5 0,03 0,4
3 Sampel 3 - 300 ml 1,4 1,5 0,05 0,6
4 Sampel 4 - 300 ml 1,5 1,7 0,06 0,6
5 Sampel 5 - 450 ml 1,5 1,7 0,07 0,9
6 Sampel 6 - 450 ml 1,5 1,6 0,07 1,0
Tabel 4.4 Pengukuran air cucian beras baru
26
20

28. No Volume (ml)
Tegangan (V) Kuat Arus (mA)
Tanpa
diaduk
Diaduk
Tanpa
diaduk
Diaduk
1 400 ml 1,5 1,6 1,5 1,7
2 400 ml 1,5 1,7 1,6 1,6
3 400 ml 1,5 1,6 1,6 1,5
Tabel 4.5 Pengukuran rangkaian seri tiap volume air cucian beras dengan
perlakuan diaduk
Rangkaian
Volume Air cucian
beras (ml)
Tegangan
(V)
Kuat Arus
(mA)
2 seri 200 2,5 0,5
2 seri 400 3 0,7
4 seri 200 4,5 0,4
4 seri 400 5,5 0,7
6 seri 200 6 0,5
6 seri 400 6,5 0,9
b. Eksperimen 2
Tabel 4.6 Pengukuran kuat arus dan tegangan pada baterai jelly air cucian
beras
Jenis dan
Volume Baterai
yang digunakan
Jumlah
Baterai
Tegangan (V)
Kuat Arus
(mA)
Tipe AA @ 5 ml
5 7 0,7
10 14,5 0,9
15 17 1,0
20 23 0,9
Tipe D @ 40 ml
5 6,5 1,0
10 13 0,7
15 17 0,8
20 22,5 1,1
Air cucian beras yang disimpan dalam wadah tertutup memiliki energi
lebih besar daripada yang disimpan dalam wadah terbuka. Enam buah rangkaian
prototype air cucian beras 400 ml-an yang dirangkai seri sumber listriknya lebih
besar daripada satu wadah air cucian beras 400 ml-an.
27

29. Satu kali air bekas cucian beras menghasilkan air cucian beras rata-rata
1200 ml. Berdasarkan hasil penelitian yang sudah dilakukan, dapat disimpulkan
bahwa prototype dengan volume bervariasi dan dirangkai secara seri,
menghasilkan listrik yang lebih besar. Prototype limbah air cucian beras yang
dihubungkan secara seri, rata-rata menghasilkan listrik sebesar 4,6 V DC dan arus
listrik sebesar 0,6 mA. Listrik tersebut disimpan dalam power bank selanjutnya
dihubungkan dengan rangkaian joule thief untuk dinaikkan ataupun diubah dari
tegangan searah (DC) menjadi tegangan bolak-balik (AC). Dari prototype limbah
air cucian beras mampu menyalakan lampu flip-flop dua warna, kalkulator lampu
DC dan lampu AC, sedangkan baterai air cucian beras dapat digunakan untuk
menyalakan jam dinding, jam weker, dan lampu el wire.
Bahan baterai limbah air cucian beras mudah ditemukan di Kota Kediri.
Berdasarkan data hasil pengamatan di lapangan, jumlah air cucian beras yang
dibuang sebagai limbah rumah tangga tersedia dalam jumlah banyak. Ini
menjadikan prototype sumber limbah air cucian beras bersifat ekonomis.
Dengan demikian, limbah air cucian beras berpotensi sebagai sumber
energi listrik alternatif pengganti baterai dan listrik PLN.
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, peneliti dapat
menyimpulkan bahwa:
1. Limbah air cucian beras merupakan jenis limbah yang dapat dimanfaatkan
menjadi sumber energi listrik alternatif.
2. Limbah air cucian beras dapat digunakan sebagai sumber energi listrik
alternatif dengan menggunakan metode sel volta memanfaatkan limbah inti
karbon dan lapisan logam penututp baterai.
28

30. 3. Pemanfaatan limbah air cucian beras sebagai sumber energi listrik alternatif
bersifat ekonomis karena bahan yang digunakan berasal dari limbah dan barang
bekas, yaitu limbah air cucian beras dan baterai bekas yang tersedia dalam
jumlah banyak.
5.2. Saran
Saran dalam penelitian ini diantaranya:
1. Peneliti mengalami kesulitan membuat air cucian beras menjadi bentuk tidak
cair yang mampu bertahan lama, sehingga perlu adanya penelitian lebih lanjut,
agar baterai dari limbah air cucian beras dapat dimanfaatkan secara maksimal.
2. Air cucian beras yang tidak digunakan, sebaiknya ditampung. Jika suatu saat
membutuhkan baterai, bisa membuat lagi baterai dari limbah air cucian beras
tersebut.
29

31. DAFTAR RUJUKAN
Irawaan, Andi dkk.2016.Mewujudkan Indonesia Hemat energi Dengan
Mengubah Limbah Air Deterjen Menjadi Energi Terbarukan. hlm 14.
Blitar.
Masterton dan Hurley. 2009. Chemistry Prinsiples and Reactions. Edisi 6.
Canada. Nelson Education Ltd.
Ratna, 2004. Pengaruh Penggunaan Kelapa pada Sifat Fisiko Kimia Permen
Jelly dari Kappaphycus alvarezii. Skripsi Departemen Teknologi Hasil
Perikanan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor.
Hal (7-11). Diunduh tanggal 14 Maret 2018.
Sa’duddin. 2016. Metode Observasi. Online. Diakses di
.http://www.bloggerlombok.com/2011/11/metode-observasi.html pada 15
Juni 2018
Sugiarto. 2016. AIR LIMBAH. Online. Diakses di http://wardana-
sl.blogspot.co.id/2012/07/pengertian-air-limbah-menurut-para-ahli.html
pada 15 Juni 2018
Wawan Lodro. 2010. Air cucian beras Mengandung Komposisi Elektrolit.
Diakses di http://setengahbaya.info/air-kelapa-mengandung-komposisi-
elektrolit.html. Diunduh tanggal 14 Maret 2018.
Wikipedia. 2016. joule thief . Online. Diakses di
https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief pada 17 Juni 2018
Wordpress. 2010. Bagaimana Baterai Sel Kering Dapat Menghasilkan Listrik?
Dikases di http://ademr.wordpress.com/2010/12/02/bagaimana-baterai-sel-
kering-dapat-menghasilkan-listrik/. Diunduh tanggal 27 April 2018.
-, Daftar tarif dasar listrik PLN 2016 dan Cek Tagihan Listrik. Online. Diakses di
(http://obengplus.com/articles/4518/1/Daftar-tarif-dasar-listrik-PLN-2016-dan-
Cek-Tagihan-Listrik-Online.html#.WAWEk2cS1uY), pada 15 Juni 2018.
-. 2016. Teori Dasar Induktor. Diakses di http:// djukarna.wordpress.com /2014/
10/24/teori-dasar-induktor pada 17 Juni 2018
-. 2016. Definisi Prototipe. Online. Diakses di
http://kip.bppt.go.id/index.php/prototipe/definisi-alih-teknologi pada 15 Juni
2018
30

32. DAFTAR RIWAYAT HIDUP
A. Identitas Diri Ketua
Nama Lengkap PETRIKA LUBIS PRADANA
Jenis Kelamin LAKI – LAKI
Jurusan Teknik Instalasi Tenaga Listrik
NIS 13659
Tempat dan Tanggal Lahir Kediri, 23 Februari 2002
E-mail petrika313@gmail.com
Nomor Telepon/Hp 081450354034
A. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN
Banjaranyar
SMPN 2 Kras SMK AL HUDA
KEDIRI
Jurusan - - TITL
Tahun Masuk-Lulus 2008-2014 2014-2017 2017-2020
B. Penghargaan dalam 5 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi
lainnya)
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
- - - -
- - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk kelengkapan
Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional Power and Energy Systems Competition
(LKTIN PESC) 2018.
Kediri, 05 Juli 2018
Pengusul,
(Petrika Lubis Pradana)
NIS. 13659
31

33. C. Identitas Diri Anggota 1
Nama Lengkap MUHAMMAD RICKY
Jenis Kelamin LAKI – LAKI
Jurusan Teknik Instalasi Tenaga Listrik
NIS 13655
Tempat dan Tanggal Lahir Kediri, 30 Agustus 2001
E-mail -
Nomor Telepon/Hp -/085736584841
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi MI Raudhatul
Ulum
SMPN 1
Kandat
SMK AL HUDA
KEDIRI
Jurusan - - TITL
Tahun Masuk-Lulus 2008-2014 2014-2017 2017-2020
C. Penghargaan dalam 5 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi
lainnya)
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
- - - -
- - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk kelengkapan
Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional Power and Energy Systems Competition
(LKTIN PESC) 2018.
Kediri, 05 Juli 2018
Pengusul,
Muhammad Ricky
NIS. 13655
32

34. A. Identitas Diri Anggota 2
Nama Lengkap RAHAYU ANGGRAINI
Jenis Kelamin PEREMPUAN
Jurusan Teknik Instalasi Tenaga Listrik
NIS 13661
Tempat dan Tanggal Lahir Kediri, 8 Desember 2001
E-mail -
Nomor Telepon/Hp -/085608067839
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN Wates SMPN 1
Ngasem
SMK AL HUDA
KEDIRI
Jurusan TITL
Tahun Masuk-Lulus 2008-2014 2014-2017 2017-2020
C. Penghargaan dalam 5 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi
lainnya)
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk kelengkapan
Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional Power and Energy Systems Competition
(LKTIN PESC) 2018.
Kediri, 5 Juli 2018
Pengusul,
Rahayu Anggraini
NIS. 13661
33