BMW Ubah Panas Knalpot Menjadi Energi Listrik (Bagian 1)

MUNICH, KOMPAS.com - Mesin yang paling efisien saat ini, hanya dapat mengubah sepertiga energi yang dihasilkan bahan bakar fosil menjadi energi kinetik mekanis untuk menggerakkan mobil.

Para insinyur mesin – khususnya motor bakar - memang telah  berusaha meningkatkan efisiensi. Antara lain memanfaatkan teknologi injeksi bahan bakar langsung, waktu buka-tutup katup yang bisa disesuaikan dengan kondisi kerja mesin, memasang turbocharger yang digerakkan gas buang, regenerasi energi dari rem  atau brake energy regeneratrion (BER) dan  menggunakan sistem Auto StartStop.

Ternyata, energi yang terbuang masih besar, 60 persen! Sebagian besar dari energi yang hilang itu justru menyebabkan knalpot atau sistem pembuangan mesin menjadi sangat panas. Separohnya lagi diserap oleh sistem pendinginan mesin.

Turbosteamer
Untuk mendapatkan memulihkan energi panas yang hilang tersebut, salah satu target utama BMW Group - membuat beberapa proyek dengan pendekatan berbeda untuk memanfaakan energi panas tersebut. Proyek dimulai dari dari riset, pre-produksi dan serangkaian pengembangan kelanjutanya.

Salah satu inovasi yang dinilai paling menjanjikan adalah turbosteaamer, yaitu generator thermoelektrik (thermoelectric generator; TEG), enkapsulasi (menyelubungi) mesin dan menggunakannya untuk memanaskan oli.

Proyek TEG difokuskan untuk mengubah panas  yang terbuang pda  knalpot menjadi energi listrik. Cara ini dinilai cukup potensial untuk menurunkan konsumsi bahan bakar. Pasalnya, energi listrik yang dihasilkan akan digunakan untuk mengoperasikan perlengkapan mesin dan kendaraan yang menggunakan energi listrik.

Selama ini, energi listrik yang digunakan pada mobil diperoleh melalu generator (alternator) yang diputar oleh mesin. Cara yang terus berkembang  memanfaatkan kembali energi yang terbuang adalah saat mobil direm (BER).

Pada proyek riset dan teknologi turbosteamer yang terus dijalan BMW Group sekarang ini, dilakukan sistem pemulihan panas berdasarkan prinsip kerja proses mesin uap. Proses memulihkan enerrgi panas yang terbuang sebenarnya dilakukan dalam skala besar pada pusat pembangkit listrik moderen.

Pembangkit listrik gas dan uap berukuran besar menggabungkan prinsip turbin gas dan siklus mesin uap untuk memperoleh efisiensi yang makin tinggi. Proses turbin gas adalah tahap pertama dari konversi energi. Selanjutnya sumber panas meneruskan siklus kerjanya pada tahap kedua.

Generasi Pertama
Para periset telah membuktikan, teknologi turbosteamer yang diperkenalkan ke publik pertama kalinya pada Desember 2005. Generasi pertama turbosteamer ini dikembangkan dengan pendekatan pendekatan maksimalis, yaitu sistem dua siklus.

Elemen primer adalah sirkuit suhu tinggi yang menggunakan “heat exchanger” atau penyerap panas dari knalpot. Lantas dihubungkan ke sirkuit kedua yang mengumpulkan panas dari sistem pendingin mesin yang dikombinasikan dengan panas suhu tinggi dari sirkuit primer.

Ketika desain ini dites di laboratorium pada mesin bensin 4-silinder yang dibuat oleh BMW saat itu, sistem ini mampu mengirit bahan bakar sampai 15 persen. (Bersambung)