ANALISIS KEKUATAN STRUKTUR DAN FAKTOR KEAMANAN PEMBEBANAN STATIS PADA RANGKA UTAMA SOLAR WATERPUMP PORTABEL MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Oleh :
Rohmat Aji Pamungkas - I0422132 - Fak. Teknik

Tugas akhir ini dilatarbelakangi oleh keterbatasan sistem irigasi pada lahan pertanian off-grid yang masih bergantung pada pompa berbahan bakar fosil dengan biaya operasional tinggi serta sistem kelistrikan yang kurang andal. Selain itu, sistem pompa air tenaga surya yang tersedia umumnya bersifat permanen sehingga kurang fleksibel untuk digunakan pada lahan pertanian yang berpindah atau tersebar. Oleh karena itu, pada penelitian ini dirancang sistem portable solar water pump berbasis direct solar system tanpa baterai yang diharapkan mampu meningkatkan efisiensi, mobilitas, dan keandalan operasional sistem irigasi pertanian.Perancangan dilakukan menggunakan pendekatan systematic engineering design melalui identifikasi kebutuhan pengguna (Voice of Customer), analisis House of Quality (HoQ), serta penetapan spesifikasi teknis pada tahap Design Requirements and Objectives (DRO). Sistem dirancang untuk melayani kebutuhan irigasi lahan pertanian seluas 2700 m² dengan kebutuhan debit minimum sebesar 9 m³/jam dan Total Dynamic Head (TDH) sebesar 10 m. Sistem pemompaan menggunakan pompa berdaya 750 W yang disuplai oleh tiga panel surya dengan total kapasitas 1035 Wp.Evaluasi kekuatan struktur rangka utama dilakukan menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method/FEM) melalui simulasi static structural dengan pendekatan pembebanan statik ekuivalen menggunakan Dynamic Amplification Factor (DAF) sebesar 1,3 untuk merepresentasikan pengaruh vibrasi dan shock load ringan selama operasi. Hasil analisis menunjukkan bahwa tegangan maksimum struktur sebesar 125,23 MPa masih berada di bawah batas luluh material ASTM A500 Grade B sebesar 290 MPa. Selain itu, struktur memiliki nilai Safety Factor minimum sebesar 2,31 dan deformasi maksimum sebesar 1,72 mm, sehingga dinyatakan aman dan masih berada pada batas operasional yang diizinkan.Berdasarkan hasil perancangan dan evaluasi struktur, desain portable solar water pump yang dikembangkan telah memenuhi aspek teknis, fungsional, dan struktural. Sistem mampu beroperasi secara mandiri tanpa baterai, memiliki tingkat keamanan struktur yang memadai, serta berpotensi meningkatkan efisiensi irigasi, menurunkan biaya operasional, dan meningkatkan fleksibilitas penggunaan pada lahan pertanian off-grid.