Future Clean Transport Technology – An Overview of the Energy Efficiency of Commercial Vehicle
ByMuhammad Aulia Rahman
MSc Advanced Mechanical Engineering (Imperial College London)
Hukum termodinamika 1 dan 2 menjelaskan tentang sifat energi, dimana energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan namun dapat diubah ke bentuk lain. Perubahan bentuk energi tersebut secara alamiah memiliki arah tertentu – dari energi dengan kualitas tinggi ke rendah. Namun, dalam beberapa kasus, alat tambahan bernama “mesin konversi energi” dapat digunakan untuk mengubah bentuk energi sesuai yang diharapkan.
Dalam alat transportasi, bentuk energi yang diharapkan adalah energi gerak (kerja). Bentuk energi tersebut memiliki kualitas tinggi, sehingga peran mesin konversi energi dibutuhkan untuk memproduksi kerja dari berbagai bentuk energi lain. Dalam hal ini, sumber energi yang biasa digunakan adalah energi termal dan listrik.
Alat transportasi yang menggunakan energi termal sebagai sumber utama, atau disebut Thermal Propulsion System (TPS), memanfaatkan panas dari pembakaran bahan bakar untuk menggerakkan piston. Sayangnya, sistem ini memiliki efisiensi yang relatif rendah dan menghasilkan emisi gas buang yang tinggi.
Namun demikian, sistem ini masih relevan untuk digunakan dalam jangka Panjang karena belum siapnya sistem lain untuk sepenuhnya menggantikan kematangan teknologi TPS.
Untuk dapat memenuhi target emisi rendah, berbagai hal dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dari TPS, yaitu mengurangi rugi akibat mechanical losses, indicated losses, combustion losses, dan volumetric losses. Hal tersebut dapat dilakukan dengan berbagai cara yang terkait dengan desain dari mesin tersebut. Sistem lain yang dapat digunakan adalah Electric Propulsion System. Sistem ini menggunakan listrik dari power line untuk mengisi baterai. Meskipun bergantung dari lokasi negara, sistem ini memiliki potensi untuk lebih rendah emisi dibandingkan dengan TPS.
Selain sumber listrik kotor, tantangan utama dari kendaraan listrik adalah performa baterai sebagai penyimpan daya. Rugi tegangan pada baterai diakibatkan oleh activation losses, ohmic losses, dan diffusion losses yang ketiganya dapat diturunkan dengan menaikkan temperatur kerja. Namun hal tersebut harus diimbangi dengan mengurangi degradation yang akan menurunkan life-cycle baterai apabila dibiarkan berada pada temperatur tinggi dalam waktu lama.