Berdasarkan data dari [1] kereta
penumpang rata – rata memiliki berat 400 kg sampai 800 kg per seat/ kursi (berat
ini adalah berat total kereta di bagi jumlah seat). Untuk kereta high speed
misalnya German ICE 2 bahkan beratnya mencapai 1100 kg/ seat. Kira – kira apakah
pengaruh berat kereta terhadap konsumsi energi? Cara sederhana untuk
memperkirakan jumlah energi yang dikonsumsi kereta adalah dengan Hukum Newton 2
( pelajaran Fisika). F = M*a, dimana F adalah gaya yang diperlukan untuk
menggerakkan kereta atau sering disebut gaya traksi, M adalah massa kereta, a
adalah percepatan kereta. Sedangkan P = F*v, dimana P adalah daya, v adalah
kecepatan kereta. Sedangkan energi adalah W = P * t, dimana W adalah energi, t
adalah satuan waktu. Nah dari rumus – rumus yang saling berhubungan ini,
intinya M berpengaruh pada W, bahkan pengaruhnya sangat besar.
Berdasarkan perhitungan sederhana diatas, maka pengurangan
massa kereta akan sangat membantu dalam menghemat energi. Ada dua cara yang
dapat dilakukan untuk mengurangi berat kereta yaitu:
- Component based. Artinya dengan mencari komponen yang sama tetapi lebih ringan tanpa mengganti sistem.
- System based. Untuk cara ini, pengurangan massa kereta dilakukan secara sistem dengan membuat sistem baru yang lebih optimal secara beban.
Pada component based, penggunaan material yang ringan
merupakan salah satu kuncinya. Gambar/ Figure 1 menunjukkan distribusi massa
pada suatu kereta Multiple Unit(MU) dimana berat totalnya 92.7 ton. Salah satu
cara yang sudah dilakukan yaitu dengan mengurangi berat carbody dengan cara menggunakan
material yang ringan. Salah satu contoh material ringan yang sudah banyak
dipakai sekarang adalah alumunium. Kedepan, sedang diteliti untuk pengembangan
material carbody dengan menggunakan fiber.
Sedangkan untuk komponen propulsi, dengan ditemukannya
IGBT yang memiliki dimensi lebih kecil dari GTO, dimensi VVVF bisa diperkecil.
Bahkan teknologi terkini SiC bisa lebih kecil lagi sehingga dimungkinkan untuk
penempatan inverter di bogie karema saking kecilnya dimensi inverter VVVF. Kemudian
juga dari segi motor traksi, sekarang sudah banyak dipakai teknologi motor PMSM
(permanen magnet synchronous motor). PSMS memiliki dimensi yang lebih kecil
dibanding motor induksi untuk daya yang sama. Selain itu, pemakaian PMSM
memungkinkan untuk direct drive, artinya motor traksi langsung terhubung ke
roda (adapun gearbox yang dipakai hanya untuk mengubah arah putar, sehingga
berat gearboxnya lebih ringan). Demikian juga untuk interior, sekarang sudah
banyak ditemukan material untuk pembuatan kursi yang lebih ringan.
Jacob
Bogie
(sumber:Wikipedia.org)
Sedangkan secara system based, penggunaan jenis bogie
artikulasi sangat membantu menurunkan beban dari bogie. Misalnya dengan
menggunakan Jacob-type bogie. Semoga artikel sederhana ini bisa membantu
memahami tentang pentingnya dan cara penghematan energi pada kereta dengan
pengurangan berat kereta.
English title: The effect of train mass to the energy consumption
Reff:
[1] www.railway-energy.com
0 komentar :
Posting Komentar