Dunia Kereta - Agustus 2020

 Article in press.

Read More

Dunia Kereta- Kereta AC-DC

Pada kesempatan kali ini akan kita bahas tentang kereta AC-DC atau dikenal juga dengan kereta multi-sistem. Sebenarnya apa sih yang dimaksut dengan kereta AC-DC? Kereta AC-DC pada pembahasan ini adalah kereta yang menggunakan kelistrikan AC dan DC. Maksutnya adalah kereta tersebut dapat berjalan pada LAA AC maupun DC. Kok bisa bagaimana ya caranya? Banyak jawaban atas pertanyaan ini, ada yang bilang ganti pantograph, ada yang bilang punya dua koneksi. Nah untuk lebih detail akan kita bahas beserta contoh produknya.

Sebelum membahas kereta AC-DC kita tengok sebentar system kereta AC dan kereta DC secara terpisah. Gambar 1 adalah system kereta AC sedangkan Gambar 2 adalah system kereta DC. Nah sekarang coba cari apa perbedaanya? Jika lupa silakan baca kembali tentang system propulsi kereta ya, klik disini. Komponen utama yang membedakan system AC dan DC adalah trafo dan rectifier yang dimilik kereta AC (tentunya ada komponen proteksi yang berbeda juga antara AC dan DC). Trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik yang diperoleh dari LAA. Sedangkan rectifier untuk mengubah listrik AC menjadi DC. Setelah listrik menjadi DC, maka prosesnya akan sama dengan kereta DC.

Gambar 1. Sistem kereta AC

Gambar 2. Sistem kereta DC

Setelah tahu perbedaan kereta AC dan kereta DC, silakan lihat Gambar 3 yang merupakan kereta AC-DC. Nah disini jelas terlihat bahwa setelah pantograph ada switch ( change over switch) yang berfungsi untuk memilih system AC atau DC ( lingkaran biru). Jika switch kea rah bawah, berarti listrik langsung menuju system DC artinya kondisi kereta lewat LAA DC. Sebaliknya jika switch arah atas maka listrik mengalir melewati trafo dalam artian listrik AC sedang bekerja.

Gambar 3. Kereta AC DC

Jika pada gambar sebelumnya hanya disajikan system dalam bentuk symbol, untuk lebih mudah memahami silakan lihat gambar 4. Silakan amati dan temukan changeover switch pada Gambar 4. Perpindahan changeover switch dapat secara otomatis dalam artian ketika kereta berhenti dan pantograph turun, operator tinggal memencet switch. Sedangkan perpindahan changeover switch ketika kereta berjalan dimungkinkan juga dengan mendeteksi arus AC atau DC kemudian change over berpindah otomatis. Akan tetapi, sewaktu artikel ini ditulis, saya belum menemukan info tentang ini. Hal ini karena, perpindahan system AD-DC sangat jarang yang disatukan dalam satu lintas. Adapun biasanya perpindahan di stasiun atau karena pindah jalur. Karena system AC biasanya untuk kereta jarak jauh sedangkan system DC untuk kereta jarak dekat atau metro.

Gambar 4. Penjelasan komponen kereta AC-DC

Ref:

https://www.secheron.com/applications/rail-transportation/rolling-stock-ac-dc-multisystem-vehicles/

Read More

Dunia Kereta- Bagaimana Kereta Disel Bersaing dengan Kereta Listrik?

Negara – negara eropa telah banyak yang berpindah dari kereta diesel menuju kereta listrik, kereta baterai dan kereta hydrogen. Hal ini sebagai wujud dari kesepakatan yang tertuang dalam EU Transport white paper 2011 yang berisi upaya untuk mengurangi polusi CO2 dengan target pengurangan 30 % pada tahun 2030, 50 % pada tahun 2035, dan 90 % pada tahun 2050.

Dalam upaya ini, negara – negara Eropa melakukan elektrifikasi jalur secara besar seperti misalnya Jerman yang memiliki target 70% lintas relnya teraliri listrik pada 2030. Sedangkan untuk negara – negara yang kebanyakan lintasnya tidak terelektrifikasi memilih menggunakan kereta/ lokomotif dengan sumber energi alternative seperti baterai atau hydrogen untuk ikut menekan polusi udara.

Gambar. TALENT 3, Bombardier BEMU

Jarak tempuh kereta baterai 100 – 120 km sedangkan jarak tempuh kereta hydrogen mencapai 600-1000 km. Harga yang mahal menjadi penghalang utama untuk mewujudkan kereta baterai maupun hydrogen. Hal ini disebabkan karena keberadaanya di pasaran yang baru sedikit dan supply komponen yang masih jarang.

Untuk dapat bersaing dengan kereta listrik, baik yang sumber listriknya dari LAA maupun dari hydrogen dan beterai, teknologi mesin diesel semakin berkembang. Pada tahun 2021 akan diluncurkan teknologi diesel stage V yang memiliki konsumsi bahan bakar 0,015 g/ kWh (gallon/ kilo watt hour). Dimana teknologi tersebut telah berhasil menghemat konsumsi bahan bakar sampai 40 % dibandingkan teknologi pendahulunya yaitu stage IV dengan konsumsi bahan bakar 0,025g/ kWh.Sedangkan produsen mesin diesel seperti MTU, menawarkan teknologi hybrid power pack. Teknologi, yang mengkombinasikan engine dan baterai, ini diklaim dapat menurangi polusi hingga 25 %. Sedangkan Voith mengandalkan teknologi diesel stage V.

Gambar. MTU Hybrid power pack

Cara lain untuk meningkatkan efisiensi mesin diesel adalah dengan menggunakan teknologi transmisi. EcoWorld adalah teknologi transmisi baru yang dikembangkan perusahaan ZF. EcoWorld mengadopsi system hydromechanic yang diklaim dapat menghemat energi hingga 20 % dibandingkan teknologi hidro-dynamic. Transmisi ini dapat memfasilitasi coasting dengan lebih baik. Coasting adalah kondisi kereta meluncur dengan engine dinamtikan. Costing dapat memberikan penghematan bahan bakar hingga 5 %.

Gambar. EcoWorld

Bio-fuel adalah bahan bakar yang ramah lingkungan yang dapat dipakai untuk menurunkan tingkat polusi mesin diesel. Akan tetapi, masalah yang belum terelesaikan dari penggunaan biofuel adalah ketersediaan jenis bahan bakar ini dan efeknya yang menimbulkan plak pada mesin. Penelitian tentang solusi bahan bakar mesin diesel yang ramah lingkungan dilakukan juga oleh Ineratec, dimana ditemukan bahan bahan bakar baru dengan mengkombinasikan hydrogen dan karbondioksida (CO2) dengan proses yang diberi nama Power-to-Liquid. Dimana teknologi ini juga dapat menyerap energi hasil regenerative braking dengan mengunakannya untuk memproduksi hydrogen. Jenis bahan bakar ini juga ramah lingkungan karena tidak ada CO2 yang dikeluarkan ke lingkuangan.

 

Disarikan dari:

Kevin Smith, Do hydrogen and bettery trains mean the end for diesel traction?, IRJ Insights, April 2020.

Read More

Dunia Kereta – FRMCS Sebuah Teknologi Baru Pensinyalan

 

GSM-R (Global System for Mobile Communication – Railway) adalah standar radio pensinyalan yang dipakai pada kereta api di seluruh dunia. GSM-R memiliki peran penting dalam operasional kereta api seperti komunikasi antara masinis dengan petugas pengatur sinyal. Teknologi ini memiliki konektivitas dan kualitas suara yang bagus. Sistem ini memesan frekuensi radio khusus untuk kereta yaitu pada frekuensi 900 MHz. GSM-R telah terbukti sangat membantu aplikasi ETCS (European Train Control System) dan mampu menyediakan REC (Railway Emergency Call). REC adalah suatu peringatan pada masinis pada kondisi bahaya sehingga masinis dapat memperlambat atau menghentikan laju kereta sebelum mencapai lokasi bahaya.

Saat ini, teknologi GSM-R sudah mulai tertinggal dan produsen kemungkinan hanya akan mensupport teknologi ini sampai tahun 2030. Disisi lain, GSM-R sudah terpasang dihampir 100.000 km jalur kereta api di Eropa. Untuk itu perlu dicari alternative teknologi lain untuk menggantikan GSM-R. Pada tahun 2010 UIC telah merencanakan pengganti teknologi ini. Teknologi baru tersebut diberi nama Future Railway Mobile Communication Systems (FRMCS) dan telah diperkenalkan pada tahun 2014 oleh UIC.

Beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh FRMCS untuk menggantikan GSM-R adalah: (1) Quality of Service ( kualitas pelayanan utamanya menangai REC) (2) Interoperability (dapat dioperasikan lintas negara seperti di Eropa) (3) Cyber security ( aman dari hacker) (4) Spectrum frequency ( memerlukan alokasi frekuensi radio khusus). Penerapan FRMCS tidak bisa dilakukan serta merta, untuk itu pada tahap awal FRMCS akan bekerja bersama GSM-R. Setelah terbukti kinerjanya, maka FRMCS dapat bekerja sendiri. Masa uji FRMCS diperkirakan pada tahun 2025 sampai 2035.

FRMCS akan direalisasikan dengan 3GPP (3^rd Generation Privat Public Partnership) memanfaatkan teknologi 5G sedangkan GSM-R sendiri masih memakai teknologi 2G. Dengan teknologi 5G maka FRMCS dapat mengakomodasi digitalisasi pada sector kereta api seperti Internet of Things (IoT) dan smart maintenance. Saat ini UIC telah mengusahakan frekuensi khusus untuk FRMCS, kemungkinan frekuensi yang akan dipakai adalah 900 MHz (menggantikan GSM-R nantinya) dan 1900 MHz (dengan frekuensi ini FRMCS bisa dipakai bersamaan dengan GSM-R pada tahap awal).

 Video penjelasan FRMCS bahasa inggris, klik disini.

Ref:

Global Railway Review edisi February 2020.

Read More

Kereta Api di Tengah Pandemi

Pandemi korona yang disebabkan oleh virus Covid-19 yang muncul akhir tahun 2019 silam masih belum berakhir dan kini meresahkan hampir semua negara di dunia ini. Menurut data dari John Hopkins Universiry per 28 April 2020 kasus terkonfirmasi diseluruh dunia sudah mencapai 3,061,521 korban (coronavirus.jhu.edu). Indonesia sendiri menenpati posisi 36 dunia dalam jumlah kasus korona ini dengan kasus terkonfirmasi positif mencapai 9,511 kasus.

Pandemi korona ini memiliki efek yang sangat besar pada perusahaan kereta. Hal ini karena kereta api adalah layanan transportasi public, sedangkan untuk mengendalikan penyebaran korona warga diminta untuk tetap dirumah. Dilansir dari https://bisnis.tempo.co/, pendapatan PT. KAI terjun bebas dari Rp 39M/ hari menjadi Rp 4M/ hari. Apalagi setelah diterapkan kebijakan Pembatasan Sosial Berskala Besar (PSBB) dan larangan mudik. Pada kesempatan kali ini tidak akan dibahas masalah kerugian ini, akan tetapi lebih pada partisipasi perusahaan kereta dalam rangka ikut mengendalikan persebaran korona.

Ketika wabah korona sudah mulai menjangkiti negara – negara di dunia, perusahaan kereta api secara aktif ikut mencegah penularan korona. Antara lain dengan mewajibkan penumpang memakai masker dan pengecekan suhu tubuh. Salain usaha ini, ada usaha unik yang dilakukan oleh beberapa perusahaan kereta dalam rangka berpastisipasi menanggulangi wabah covid-19.

PT KAI, Indonesia. PT KAI telah melakukan beberapa kegiatan untuk mengantisipasi penyebaran korona yaitu dengan menyiapkan kereta Kesehatan (Rail Clinic) dan juga tim medis untuk siaga di Stasiun. Selain itu, PT KAI juga mengkampanyekan cara – cara pencegahan penularan korona bagi penumpang dan juga menyediakan hand sanitizer.

Kenya Railways. Dalam upaya pencegahan penularan korona, Kenya Railways membuat terowongan sanitizer. Penumpang yang akan keluar masuk harus melewati terowongan ini kemudian akan disemprot dengan cairan disinfektan. Terowongan disinfektan menyala otomatis berdasarkan sensor gerak. Alat ini diproduksi oleh Numerical Machining Complex.

India. India memiliki jumplah penderita korona yang cukup banyak. Pemerintah India sendiri menemui kekurangan ruang isolasi. Sehingga pemerintah India mengubah Stadiun, Sport Centre, Resort menjadi ruang Isolasi. India Railway pun tidak mau ketinggalan dengan menyulap gerbong kereta menjadi gerbong isolasi. India Railway telah mengubah sekitar 5000 gerbong kereta menjadi tempat isolasi yang dapat menampung sekitar 40.000 tempat tidur. Dan Kementrian Perkeretaapian India berencana menambah 15.000 gerbong kereta lagi untuk diubah menjadi gerbong isolasi.

Demikian sekilas rangkuman tentang usaha perusahaan kereta dalam menghadapi pandemic korona. Jika ada info tentang usaha perusahaan kereta di negara lain, silakan tambahkan di kolom komentar. Terima kasih.

Ref:

1)      https://bisnis.tempo.co/

2)      https://www.liputan6.com/news/read/4196276/7-langkah-cepat-pt-kai-cegah-penyebaran-virus-corona#

3)      https://www.capitalfm.co.ke/news/2020/04/kenya-railways-to-install-disinfectant-tunnels-in-all-stations-to-combat-covid-19/

4)      https://www.bbc.com/news/world-asia-india-52212886

Read More

Dunia Kereta - Teknologi Additive Manufacturing pada Kereta Api

Pada kesempatan kali ini akan kita bahas tentang teknologi Additive Manufacturing (AM) pada aplikasi kereta api. Sebenarnya apa itu AM? Additive Manufacturing atau AM adalah nama lain dari teknologi 3D printing. Kalau dengan teknologi 3D printing pasti sudah tidak asing lagi. Sekarang kira – kira apa ya aplikasi teknologi ini pada dunia perkeretaapian? Simak artikel ini hingga selesai.

Teknologi AM sudah banyak dipakai di eropa, akan kita bahas beberapa contoh pemanfaatan teknologi AM di eropa. Beberapa contoh yang dibahas Trainitalia, OBB dan SJ.

Trainitalia, operator kereta api di Italia. Permintaan spare-part di Trainitalia pertahun mencapai 200 juta EURO. Permintaan ini hanya bisa terpenuhi 97 %. Hal ini karena 3% dari permintaan tersebut adalah untuk spare-part yang sudah obsolete (sudah tidak diproduksi). Permintaan ini biasanya untuk kereta – kereta lama yang sudah berusia diatas 25 tahun dan masih digunakan untuk beroprasi. Komponen yang suda obsolete ini sangat sulit dicari, dan apabila dilakukan pemesanan khusus pasti akan mahal dan jumlahnya harus banyak. Untuk itu salah satu teknologi yang menjadi jalan keluar bagi Trainitalia adalah dengan menggunakan teknologi AM. Teknologi ini telah dikembangkan di Trainitalia sejak tahun 2019 dan salah satunya untuk memproduksi shield motor traksi locomotive tua seri D445. Untuk membuat model 3D sebelum dilakukan 3D printing adalah dengan 3D scan dan sedikit modifikasi.

OBB Austria juga telah menggunakan teknologi AM ini. Teknologi AM sebelumnya dipakai untuk printing material plastic, tetapi karena adanya standard tahan api pada komponen kereta, maka 3D printing plastik sementara dihentikan dan menunggu ditemukannya material 3D printing plastic yang memenuhi spesifikasi tahan api. Teknologi AM selanjutnya dipakai dengan bahan metal alloy.

SJ Swedia juga telah memakai teknologi AM. SJ sendiri masih memiliki kereta produk 1980 yang sekarang sudah sulit dicari spare-partnya. Beberapa alasan SJ memakai teknologi AM adalah: 1) Pemesanan komponen dengan jumlah yang kecil; 2) Komponen yang sudah tidak diproduksi; 3) Biaya yang lebih murah untuk komponen dengan bentuk yang rumit. Bahkan SJ telah memproduksi komponen sederhana tatapi sudah sulit dicari yaitu gantungan gorden dan kunci toilet kereta produk 1940. Memang kereta antik. Selain itu SJ juga memproduksi bearing roda dengan AM. Untuk komponen yang berkaitan langsung dengan safety (keamanan) seperti bearing ini masih lama prosesnya karena memerlukan persetujuan dan uji keamanannya.

Kedepannya, teknologi AM atau 3D printing akan sangat berkembang baik di bidang perkeretaapian dan lainya. Karena seiring perkembangan zaman maka teknologi ini semakin canggih dan murah. Sehingga teknologi AM akan sangat menjanjikan.

Ref:

https://www.metal-am.com/safety-relevant-metal-am-railway-component-obtains-operational-approval/

Read More

Dunia Kereta - Perbandingan Motor Traksi Kendaraan Listrik

Pada artikel ini, kita akan membahas perbandingan beberapa jenis motor traksi untuk kendaraan khususnya jenis hybrid electric vehicle (HEV). Akan tetapi, secara umum motor traksi yang dibahas bisa dipakai untuk kendaraan listrik jenis lain maupun kereta api listrik dan diesel elektrik. Pemilihan motor traksi adalah hal yang penting dalam pembuatan suatu kendaraan listrik. Pemilihan tersebut biasanya berdasarkan efisiensi, daya tahan (keawetan) dan harga.

Pada pembahasan ini, kita akan focus pada empat jenis motor yaitu motor DC, motor induksi, motor permanen magnet (PM) brushless, dan switch reluctance motor (SRM). Jenis motor induksi dan PM brushless sekarang ini paling banyak digunakan. Sedangkan motor DC mulai ditinggalkan sementara motor SRM adalah teknologi baru yang mulai dikembangkan. Tabel berikut adalah pemakaian keempat jenis motor traksi yang kita bahas pada produk mobil yang sudah ada di pasaran.

Motor DC sangat cocok dipakai sebagai motor traksi karena memiliki torsi awal yang tinggi. Motor DC adalah teknologi lama yang banyak dipakai pada produk – produk lama. Akan tetapi, jenis motor ini sekarang mulai ditinggalkan karena efisiensinya yang rendah serta biaya perawatanya yang mahal. Motor induksi masih mendominasi pasaran motor traksi karena kelebihannya kuat, tahan, dan biaya perawatan rendah. Motor induksi juga memiliki beberapa kekurangan yaitu efisiensi yang rendah.

PM brushless motor merupakan jenis motor sinkron. Jenis motor ini merupakan pesain utama motor induksi untuk motor traksi. Kelebihan motor ini adalah high power density yang artinya untuk daya yang sama, motor ini memiliki dimensi yang lebih kecil dibandingkan motor induksi. Hal ini karena motor ini memakai magnet permanent yang meningkatkan efisiensinya pula. Sedangkan kelemahan motor jenis ini adalah harganya yang mahal karena pemakaian magnet permanenya. Motor SRM simple, kokoh, dan tahan gangguan. Sedangkan kekuranganya adalah ripple (riak) dan noise yang ditimbulkan.

Tabel dibawah adalah perbandingan kuantitatif dari beberapa motor traksi yang telah kita bahas. Tinjauan yang dipakai adalah power density, efisiensi, controllability (kemudahan system kendalinya), reliability (ketahanannya) technical maturity (kematangan teknologinya), cost. Semakin tinggi nilai berarti semakin baik. Berdasarkan nilai total yang diperoleh, IM dan PM masih mendominasi.

Ref:

Mounir Zeraoulia, Mohamed Benbouzid, Demba Diallo. Electric Motor Drive Selection Issues for HEV Propulsion Systems: A Comparative Study. IEEE VPPC’05, Sep 2005, Chicago, United States.pp.280-287, 2005. <hal-00533362>

Read More