1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Sepanjang

BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Sepanjang sejarah, air merupakan elemen yang sangat penting dalam
segala aspek kehidupan, baik dalam mendukung perkembangan sosial dan
ekonomi, maupun menjaga stabilitas/kelancaran kehidupan manusia. Sumber air
alami yang dapat dimanfaatkan dapat berupa air permukaan (sungai, danau), air
tanah (groundwater), dan air laut. Dari ketiga sumber air tersebut, air laut
memiliki ketersediaan yang paling melimpah, yakni sekitar 97,5% dari total air
yang ada di bumi, namun air laut memiliki kandungan garam yang cukup tinggi
sehingga tidak dapat dimanfaatkan langsung dalam memenuhi kebutuhan seharihari.
Semakin berkembangnya teknologi, maka kebutuhan air bersih tidak
hanya diperuntukkan untuk minum dan sistem irigasi saja, namun juga sudah
merambah ke ranah industri, mulai dari industri makanan, farmasi, hingga industri
berat. Dampak yang ditimbulkan adalah menipisnya ketersediaan air tanah serta
meningkatnya konsentrasi garam pada air tanah untuk daerah pemukiman di
sepanjang pesisir pantai karena naiknya permukaan air laut.
Berbasis
permasalahan yang ada, maka diperlukan suatu teknologi yang dapat menambah
proporsi ketersediaan air bersih, salah satunya dengan menerapkan teknologi
desalinasi air laut.
Teknologi desalinasi air laut terus dikembangkan untuk menekan biaya
investasi dan operasional yang cukup tinggi serta meningkatkan efisiensi dari
sistem. Untuk menjawab tantangan tersebut para ilmuwan terus melakukan
inovasi agar dapat menghasilkan teknologi yang hemat, efisien, serta ramah
lingkungan, salah satunya adalah dengan cara mengkombinasikan antara
teknologi desalinasi air laut dengan sumber energi terbarukan yakni tenaga surya
atau matahari. Ada berbagai macam cara yang dapat digunakan untuk memanen
energi dari matahari, salah satunya dengan menggunakan panel yang dapat
1
2
memfokuskan radiasi matahari pada satu titik untuk menghasilkan kalor, atau
biasa dikenal dengan panel Concentrating Solar Power (CSP).
Pengalihan teknologi desalinasi dari yang konvensional menjadi energi
terbarukan dikarenakan tingkat keberlangsungan (sustainability) yang relatif
stabil. Pada sistem konvensional yang masih menggunakan bahan bakar fosil, dari
aspek ekonomi, investasi dibidang ini sangat beresiko, karena tergantung pada
bahan bakar fosil yang ketersediaannya terbatas dengan harga yang selalu
berubah-ubah setiap waktunya. Berbeda dengan energi terbarukan yang dipanen
dari matahari, meskipun membutuhkan investasi awal yang cukup besar, namun
tidak perlu membayar untuk biaya pembangkitan setiap waktu karena sifatnya
yang terbarukan, dan didukung oleh kondisi alam yang relatif stabil khususnya di
daerah gurun seperti Timur Tengah, Afrika, Australia, serta beberapa daerah
lainnya yang berada pada garis khatulistiwa.
Penelitian mengenai sistem desalinasi bertenaga surya juga pernah
dilakukan oleh Eduardo Zarza dkk yang berhasil mendemonstrasikan dan
mengkaji kelayakan dari sistem desalinasi bertenaga surya menggunakan
Parabolic Trough Collector (PTC) yang dikopel dengan sistem desalinasi dengan
teknik MED berlokasi di Plataforma Solar de Almeria (PSA) pada tahun 1994.
Berdasarkan penelitian tersebut, maka akan dilakukan penelitian yang akan
difokuskan pada sub-sistem distilator yang menggunakan teknik MED untuk
menentukan kinerja sistem terhadap beberapa variabel masukan yang akan
dimanipulasi.
I.2. Perumusan Masalah
Masalah yang akan diselesaikan berdasarkan uraian di atas adalah :
1. Menentukan seberapa baik kinerja dari teknik Multi Effect Distillation
sebagai komponen komponen utama dalam sistem desalinasi.
2. Mengetahui energi termal yang dikonsumsi sebagai acuan dalam
menentukan panel CSP yang dibutuhkan berdasarkan perhitungan teoritis.
3
I.3. Batasan Masalah
Banyak faktor yang dapat mempengaruhi kinerja dari proses desalinasi
menggunakan teknik Multi Effect Distillation (MED), oleh karena itu batasan
masalah pada penelitian ini adalah :
1. Pengujian dilakukan dalam skala laboratorium dan dilakukan secara
terpisah dari komponen kolektor surya. Sumber panas dihasilkan dari
kompor listrik sehingga didapatkan suhu yang sesuai dengan suhu keluar
dari kolektor surya.
2. Pengujian dan eksperimen dilakukan dalam bentuk batch, yaitu pada
bagian evaporator air umpan dimasukkan terlebih dahulu sampai pada
volume tertentu dan pada bagian kondenser terdapat aliran air pendingin
yang memiliki kecepatan konstan.
3. Pengujian kinerja metode penguapan menggunakan teknik MED akan
dilakukan maksimal dalam 3 stage dan air umpan yang digunakan
merupakan air umpan sintesis campuran antara H2O dan NaCl murni.
Pengujian dilakukan dengan memberikan variasi pada debit air pendingin
dari kondenser dan konsentrasi awal.
4. Penelitian dan analisis difokuskan pada proses distilasinya saja, yakni
perpindahan massa dan panas yang terjadi di dalam distilator.
I.4. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Menentukan kinerja penguapan dengan teknik Multi Effect Distillation
(MED) sebagai komponen utama dalam proses desalinasi untuk
menghasilkan air bersih. Kinerja yang dimaksud adalah :
a. Banyaknya distilat yang dihasilkan (VD)
b. Konsentrasi akhir dari distilat (CD)
c. Energi input yang dibutuhkan (Ein)
d. Efisiensi sistem penguapan dengan teknik MED (η)
4
2. Menentukan luas (A) teoritis kolektor surya yang dibutuhkan berdasarkan
energi termal yang dikonsumsi oleh distilator skala laboratorium.
I.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang akan didapatkan dari penelitian ini adalah :
1. Menentukan kinerja sistem desalinasi menggunakan teknik Multi Effect
Distillation
(MED)
untuk
jumlah
stage
tertentu
sebagai
dasar
pengembangan untuk skala yang lebih besar.
2. Menentukan besarnya energi yang dibutuhkan agar proses dapat berjalan
secara optimal sebagai dasar dalam pengembangan teknologi CSP/MED
skala Pilot Project.