JENIS-JENIS BATERAI ASAM TIMBAL ( LEAD ACID BATTERY)

BATERAI ASAM TIMBAL (LEAD ACID BATTERY)

A. Pendahuluan

Baterei Lead Acid pertama di ketemukan tahun 1880 dan terus mengalami perkembangan teknologi material dan cara yang efektif untuk terus menjadi energe yang hemat, kuat dan tahan lama. Semua battery lead acid komponennya terdiri lempengan elektrolit di dalamnya. Konstruksi secara umum setiap lapisan lempengan elektrolit menghasilkan tegangan.

Aki merupakan salah satu jenis baterai yang menggunakan Asam Timbal (Lead Acid) sebagai bahan kimianya. Aki banyak sekali jenisnya seiring banyaknya penemuan-penemuan baru baik dari jenis bahan kimianya maupun konstruksinya, sehingga penggunaannya pun berbeda-beda.

Gambar.1 Batteray lead acid dan jenis-jenisnya

B. Jenis-Jenis Lead Acid Battery
Secara umum ada dua jenis aki (Lead Acid Battery), yaitu:
1. Starting Battery.

Merupakan jenis aki yang dirancang mampu menghasilkan energi (arus listrik) yang tinggi dalam waktu singkat sehingga dapat menyalakan mesin seperti mesin kendaraan. Dengan kata lain untuk menghidupkan mesin dibutuhkan arus listrik yang tinggi. Setelah mesin hidup aki istirahat sambil dicas kembali oleh dinamo (alternator). Jadi aki akan selalu penuh terisi arus listrik tidak pernah sampai habis. Jika aki sering terpakai sampai habis aki jenis ini akan cepat rusak.

Gambar.2 Starting battery

Konstruksinya menggunakan banyak pelat tipis secara paralel agar resistansinya rendah dengan permukaan yang lebih luas agar dapat melepas arus listrik yang tinggi saat dibutuhkan. Aki jenis ini banyak digunakan pada kendaraan untuk menyalakan mesin.

2. Deep Cycle Battery.

Kebalikan dari jenis Starting Battery, Deep Cycle Battery dirancang untuk menghasilkan energi (arus listrik) yang stabil (tidak sebesar Starting Battery) namun dalam waktu yang lama. Aki jenis ini tahan terhadap siklus pengisian - pengosongan aki yang berulang-ulang (Deep Cycle) karenanya konstruksinya menggunakan pelat yang lebih tebal seperti terlihat pada gambar. Aki Deep Cycle banyak digunakan pada peralatan yang menggunaan motor listrik seperti kursi roda, forklift, mobil golf. Jenis ini juga banyak digunakan pada proyek energi alternatif untuk menyimpan arus listrik seperti pada pembangkit listrik ternaga surya, pembangkit listrik tenaga angin dan pembangkit listrik tenaga air.

Terlepas dari dua jenis aki di atas, aki juga digolongkan sebagai:

1. Flooded Lead Acid Battery (FLA).

Jenis ini desebut juga Wet Cell atau Flooded Battery. Di pasaran, aki ini dikenal dengan aki basah. Maksudnya sel-sel di dalam aki harus terendam cairan elektrolit dan jika level cairannya kurang harus ditambah. Ciri-cirinya setiap sel ada katup untuk pengisian cairan elektrolitnya. Jenis ini paling banyak di sekitar kita.

2. Valve-Regulated Lead Acid Battery (VLRA).

Jenis ini sering juga disebut Sealed Lead Acid battery atau Sealed Maintenance Free battery. Secara fisik aki jenis ini terlindung / tertutup rapat, yang nampak dari luar hanya terminal (+) positif dan (-) negatif. Didesain agar cairan elektrolit tidak berkurang karena bocor atau penguapan. Aki jenis ini memiliki katup ventilasi yang hanya terbuka pada tekanan yang ekstrem untuk pembuangan gas hasil reaksi kimianya. Tidak ada katup untuk isi ulang cairan elektrolitnya, karenanya dikenal dengan aki bebas perawatan (Maintenance Free Battery).

Aki VRLA dibagi menjadi 2 kenis berdasarkan konstruksi internalnya, yaitu:

2.1. Gel Cells.

Aki jenis ini, cairan elektrolitnya dicampur dengan pasir silica sehingga menjadi kental seperti jelly (agar-agar atau puding). Kemudian jelly ini berfungsi seperti halnya cairan elektrolit. Aki jenis ini sebaiknya jangan digunakan pada perangkat yang membutuhkan suplai arus listrik yang tinggi (discharging) atau di cas dengan arus yang tinggi pula (charging). Kalau tidak jelly-nya akan cepat robek atau rusak sehingga aki tidak dapat digunakan lagi.

2.2. Absorbent Glass Mat Battery (AGM).

Aki jenis ini memiliki separator (pemisah) yang terdiri dari fiberglass yang diletakkan di antara pelat-pelat selnya yang bertujuan menyerap cairan elektrolit agar tersimpan di pori-pori fiberglass. Fungsi fiberglass ini mirip seperti handuk yang menyerap air ketika salah satu ujung handuknya dicelupkan ke dalam ember yang berisi air.

Diantara kelebihan AGM baterry adalah:

- Hampir semua aki AGM sistim pengecasannya sama seperti pengecasan aki pada umumnya. Tidak memerlukan syarat-syarat dan alat pengecas (charger) yang khusus.

- Dapat disimpan untuk waktu yang lama tanpa harus dicas ulang karena self-discharge nya sangat rendah (1% - 3% per bulan). (Self-discharge = penurunan kapasitas / tegangan aki pada kondisi tanpa beban karena adanya resistansi internal).

- Karena resistansi internal-nya sangat rendah, aki tidak akan kepanasan walau digunakan pada beban yang membutuhkan arus yang besar atau saat di-cas ulang dengan arus listrik yang tinggi.

- Bebas perawatan, anti penguapan, anti bocor dan tetap beroperasi walaupun dalam cuaca sangat dingin, bahkan walau casing akinya retak atau pecah akan tetap beroperasi dengan baik.

Sedangkan kekurangannya, sejauh ini harganya yang (masih) mahal.

C. Cara Kerja Lead Acid Battery

Baterei Lead Acid pertama di ketemukan tahun 1880 dan terus mengalami perkembangan teknologi material dan cara yang efektif untuk terus menjadi energe yang hemat, kuat dan tahan lama. Semua battery lead acid komponennya terdiri lempengan elektrolit di dalamnya. Konstruksi secara umum setiap lapisan lempengan elektrolit menghasilkan 2.1 volt, jika 6 volt dihasilkan dari 6 lempengan, dan 12 volt dihasilkan dari perubahan konversi 12 lempengan.

Kutub positif dan kutup negatif memiliki bahan penghantar yang berbeda, cairan kimia sulfuric acid dan dan lempengan lead. Batere macam ini sering digunakan pada UPS (uninterruptible power supply) untuk cadangan sumber listrik saat padam listrik, baca juga sebab-sebab aki ups drop
Perlu anda diketahui bahwa lead acid ini tidak dapat menghasilkan sumber listrik sendiri tetapi hanya dapat menyimpan listrik dari sumber listrik lainya dengan cara di charger/ isi ulang. Petunjuk praktis mengisi aki kering yang benar. Kapasitas simpanya ditulis dengan satuan Amp Hour (AH) pada kemasan battery. Jika terulis 125AH sebenarnya dapat mennyup arus sebesar 10 Ampere selamar 12.5 jam atau maksimal 20 Ampere selama 6.25 jam. Anda dapat menggabungkan secara parallel untuk menghasilkan kapasitas yang lebih besar lagi.

Gambar.3 enam lempeng tunggal 2.1 volt yang dirangkai

D. Perawatan Baterai lead acid

Di dalam suatu sistem kelistrikan, baterai merupakan suatu komponen yang sangat vital dalam rangka menyediakan tenaga listrik cadangan pada saat listem kelistrikan utama mengalami gangguan atau masalah.
Oleh karena itu, perawatan dan pemeliharaan baterai mutlak dilakukan dan menjadi salah satu bagian penting dari program preventive maintenance maupun condition monitoring. Karena kegagalan baterai dalam mensuplai listrik cadangan akan mengakibatkan kerugian yang jauh lebih besar pada sistem kelistrikan terutama di sistem pembangkit, transmisi dan distribusi, karena baterai biasanya digunakan untuk mensuplai beban beban yang sangat kritikal, misalkan sistem proteksi, circuit breaker dan peralatan control selama sumber listrik utama mengalami gangguan.

Dalam pemeliharaan dan perawatan baterai, ada sebuah standar yang bisa dijadikan sebagai sebuah acuan yaitu standard IEEE 450-1995, “ IEEE Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Vented Lead-Acid Batteries for Stationary Application”. Perawatan baterai harus dilakukan secara periodik untuk memonitor dan mengetahui keadaan baterai, dan inspeksi baterai harus dilakukan pada saat kondisi beban “float” normal
Perawatan baterai ini meliputi :

1. Perawatan Bulanan

Pekerjaan yang biasanya dilakukan pada perawatan bulanan baterai adalah:

• Pengukuran tegangan floating pada terminal baterai
• Tegangan dan arus dari baterai charger
• Kebersihan dan kondisi visual dari baterai, rak penyimpanan baterai dan area baterai
• Level cairan elektrolit, serta kemungkinan kebocoran dan retak pada  baterai
• Pengamatan tentang adanya korosi pada terminal, koneksi serta rak baterai
• Tegangan, specific gravity, serta temperature elektrolit pada pilot cell
• Ventilasi area batere dan temperature ambient
• Kemungkinan adanya baterai ground
• Arus floating baterai

2.    Perawatan tiga bulanan
Pekerjaan perawatan tiga bulanan meliputi :

• Tegangan tiap cell dan total tegangan pada input baterai (dengan menggunakan impedance tester)
• Pengukuran specific grafity minimal 10% dari jumlah baterai yang ada
• Pengukuran temperatur baterai minimal 10% dari jumlah baterai yang ada

3.    Perawatan tahunan
Dalam perawatan tahunan, pekerjaan yang harus dilakukan adalah :

• Item perawatan bulanan dan tiga bulanan
• Load cycle test atau baterai capacity test

Perawatan yang benar pada batere dapat menjamin “availability dan reliability” dari baterai yang digunakan sebagai back up sistem ketika sistem utama mengalami gangguan.

Daftar Pustaka

Napiputulu, Nastar. 2011 . Pemeliharaan dan perawatan baterai. Dikutip dari laman daring http://napitzfriston.blogspot.co.id/2011/02/pemeliharaan-dan-perawatan-baterai.html diakses pada Jumat, 16 september 2016.

Prawoto, Ihsan . 2015 . Prinsip kerja Baterai lead acid . dikutip dari laman daring http://www.caratekno.com/2015/05/prinsip-kerja-baterai-lead-acid-1.html diakses pada Jumat, 16 september 2016.

Artikel online dikutip dari laman daring  http://sanfordlegenda.blogspot.co.id/2013/09/Lead-Acid-Battery-Mengenal-jenis-jenis-aki.html. diakses pada Jumat, 16 september 2016.