Accu/Akumulator

      Seringkali kita perlu menyimpan daya usaha listrik, supaya sewaktu-waktu dapat digunakan. Alat yang memungkinkan keadaan ini kita sebut “Akumulator”. Dengan singkat dapat dikatakan bahwa cara kerja dari akumulator ini adalah sebagai berikut : Daya usaha listrik yang hendak disimpan itu dimasukkan ke dalam akumulator, dimana ia diubah menjadi daya usaha secara kimia. Jika seandainya membutuhkannya dapat dipakai daya usaha secara kimia ini. Dan tentu saja akan kehilangan daya usaha pada perubahan-perubahan ini.[1]

      Dalam Wikipedia Bahasa Indonesia, “Akumulator (accu, aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia”.

       Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki atau accu) hanya dimengerti sebagai baterai mobil. Sedangkan dalam bahasa Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator, dan lain-lain. Accu merupakan sel yang banyak dijumpai karena banyak digunakan pada sepeda motor maupun mobil. Accu temasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, accu juga dapat diisi arus listrik kembali. Secara sederhana accu merupakan sel yang terdiri dari elektrode Pb sebagai anode dan PbO₂ sebagai katode dengan elektrolit H₂SO₄.

2.1.3.1.Bagian-Bagian Accu/Akumulator 

Sumber Gambar : Google Image Gambar 2.3. Bagian Akumulator        Akumulator atau accu tersusun atas pelat timbal sebagai elektrode negatif dan pelat timbal dioksida sebagai elektrode positif, dan larutan elektrolit asam sulfat. Di antara kedua elektrode, dibatasi dengan bahan isolator. Hal itu dimaksudkan, agar accu tidak bersentuhan (kalau terjadi sentuhan menyebabkan korsleting).[2]

1.      Kotak accu : Berfungsi sebagai rumah atau wadah dari komponen aki yang terdiri atas cairan aki, pelat positif dan pelat negatif berikut separatornya.

2.      Tutup accu : Berada di atas, tutup accu berfungsi sebagai penutup lubang pengisian air accu ke dalam wadahnya. Sehingga  accu tidak mudah tumpah. Di accu kering tertentu tidak ada komponen ini. Kalaupun ada tidak boleh dibuka.

3.      Lubang ventilasi : Untuk tipe konvensional ada di samping atas dan ada slangnya. Berfungsi untuk memisahkan gas hydrogen dari asam sulfat serta sebagai saluran penguapan air accu. Sedang tipe MF, gas hidrogen dikondisikan lagi menjadi cairan sehingga tidak dibutuhkan lubang ventilasi.

4.      Pelat logam : Terdiri dari pelat positif dan negatif. Untuk pelat positif dibuat dari logam timbel preoksida (PbO2). Sedangkan pelat negatif hanya dibuat dari logam timbel (Pb).

5.      Air accu : Dibuat dari campuran air (H2O) dan asam sulfat (SO4).

6.      Separator : Berada di antara pelat positif dan negatif, separator bertugas untuk memisahkan atau menyekat pelat positif dan negatif agar tidak saling bersinggungan yang dapat menimbulkan short alias hubungan arus pendek.

7.      Sel : Ruangan dalam wadah bentuk kotak-kotak yang berisi cairan accu, pelat positif dan negatif berikut seperatornya.

8.      Terminal accu : Keduanya berada di atas wadah, karena merupakan ujung dari rangkaian pelat-pelat yang nantinya dihubungkan ke beban arus macam lampu dan lainnya. Bagian ini terdiri dari terminal positif dan juga negatif.[3]

2.1.3.2.Jenis Accu/Akumulator :

1.      Accu Basah

Hingga saat ini accu yang populer digunakan adalah accu model basah yang berisi cairan asam sulfat (H₂SO₄). Ciri utamanya memiliki lubang dengan penutup yang berfungsi untuk menambah air accu saat ia kekurangan akibat penguapan saat terjadi reaksi kimia antara sel dan air accu. Sel-selnya menggunakan bahan timbal (Pb). Kelemahan accu jenis ini adalah pemilik harus rajin memeriksa ketinggian level air accu secara rutin. Cairannya bersifat sangat korosif. Uap air accu mengandung hydrogen yang cukup rentan terbakar dan meledak jika terkena percikan api. Memiliki sifat self-discharge paling besar dibanding accu lain sehingga harus dilakukan penyetruman ulang saat ia didiamkan terlalu lama.

2.      Accu Hybrid

Pada dasarnya accu hybrid tak jauh berbeda dengan accu basah. Bedanya terdapat pada material komponen sel accu. Pada accu hybrid selnya menggunakan low-antimonial pada sel (+) dan kalsium pada sel (-). Accu jenis ini memiliki performa dan sifat self-discharge yang lebih baik dari accu basah konvensional.

3.      Accu Kalsium

Kedua selnya, baik (+) maupun (-) mengunakan material kalsium. Accu jenis ini memiliki kemampuan lebih baik dibanding accu hybrid. Tingkat penguapannya pun lebih kecil dibanding accu basah konvensional.

4.      Accu Bebas Perawatan/Maintenance Free (MF)

Accu jenis ini dikemas dalam desain khusus yang mampu menekan tingkat penguapan air accu. Uap accu yang terbentuk akan mengalami kondensasi sehingga kembali menjadi air murni yang menjaga level air accu selalu pada kondisi ideal sehingga tak lagi diperlukan pengisian air accu. Accu jenis ini biasanya terbuat dari basis jenis accu hybrid maupun accu kalsium.

5.      Accu Sealed (Accu Tertutup)

Accu jenis ini selnya terbuat dari bahan kalsium yang disekat oleh jaring berisi bahan elektrolit berbentuk gel/selai. Dikemas dalam wadah tertutup rapat. Accu jenis ini kerap dijuluki sebagai accu kering. Sifat elektrolitnya memiliki kecepatan penyimpanan listrik yang lebih baik. Karena sel terbuat dari bahan kalsium, accu ini memiliki kemampuan penyimpanan listrik yang jauh lebih baik seperti pada accu jenis kalsium pada umumnya.

Pasalnya ia memiliki self-discharge yang sangat kecil sehingga accu sealed ini masih mampu melakukan start saat didiamkan dalam waktu cukup lama. Kemasannya yang tertutup rapat membuat accu jenis ini bebas ditempatkan dengan berbagai posisi tanpa khawatir tumpah. Namun karena wadahnya tertutup rapat pula accu seperti ini tidak tahan pada temperatur tinggi sehingga dibutuhkan penyekat panas tambahan jika ia diletakkan di ruang mesin.[4]

.Kapasitas Akumulator

       Besarnya kapasitas dinyatakan dalam amper-jam = ampere hours = Ah. Kapasitas dari akumulator jadi dapatlah dituliskan sebagai berikut :

Kapasitas akumulator = Ampere x jam

Bila akumulator itu mengeluarkan aliran listrik sebesar 10 Ampere dalam 10 jam, maka besarnya kapsitas itu adalah 10 x 10 = 100 Ah. Kapasitas akumulator yang terdapat di dalam perdagangan adalah sebagai berikut di bawah ini.[1]

Tabel 2.1. Kapasitas Accu/Akumulator

Jenis Accu	Kapasitas
Automobil ukuran kecil	45 – 60 Ah
Automobil ukuran lebih besar	70 – 90 Ah
Automobil ukuran berat	180 – 200 Ah
Sepeda motor	9 – 20 Ah

       Kapasitas accu adalah jumlah ampere jam (Ah = kuat arus/Ampere x waktu/hour), artinya accu dapat memberikan/menyuplai sejumlah isinya secara rata-rata sebelum tiap selnya menyentuh tegangan/voltase turun (drop voltage) yaitu sebesar 1,75 V (karena tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 V; jika dipakai maka tegangan akan terus turun dan kapasitas efektif dikatakan sudah terpakai semuanya bila tegangan sel telah menyentuh 1,75 V).[2]

       Misal, baterai 12 V/75 Ah, bisa memberikan kuat arus sebesar 75 Ampere dalam satu jam artinya memberikan daya rata-rata sebesar 900 Watt (Watt = V x I = Voltase x Ampere = 12 V x 75 A). Secara hitungan kasar dapat menyuplai alat berdaya 900 Watt selama satu jam atau alat berdaya 90 Watt selama 10 jam, walaupun pada kenyataannya tidak seperti itu karena beberapa faktor. Kapasitas baterai tidak tetap, dimana ada tiga faktor yang menentukan besar kecilnya kapasitas baterai yaitu :

1.      Jumlah Bahan Aktif

Makin besar ukuran pelat yang bersentuhan dengan cairan elektrolit maka maccun besar kapasitasnya; makin banyak pelat yang bersentuhan dengan cairan elektrolit maka makin besar kapasitasnya. Jadi untuk mendapatkan kapasitas yang besar luas pelat dan banyaknya pelat haruslah ditingkatkan, dengan catatan bahwa pelat haruslah terendam oleh cairan elektrolit. Dari sini kembali bisa menyadari betapa pentingnya bagi pelat-pelat agar terendam oleh cairan elektrolit karena bagian dari pelat yang tidak terendam sama sekali tidak akan berfungsi bagi peningkatan kapasitas.

2.      Temperatur

Makin rendah temperatur (makin dingin) maka makin kecil kapasitas baterai saat digunakan karena reaksi kimia pada suhu yang rendah makin lambat tidak peduli apakah arus yang digunakan tinggi ataupun rendah. Kapasitas baterai biasanya diukur pada suhu tertentu, biasanya 25 derajat Celcius.

3.      Waktu dan Arus Pengeluaran

Pengeluaran lambat (berupa pengeluaran arus yang rendah) mengakibatkan waktu pengeluaran juga diperpanjang alias kapasitas lebih tinggi.[3]

Pengisian Akumulator/Accu Charging

      

 Pengisian arus dialirkan berlawanan dengan waktu pengeluaran isi yang berarti juga bahwa beban aktif dan elektrolit diubah supaya energi kimia accu mencapai maksimum. Ada tiga metode pengisian accu :

1.      Pengisian perawatan (maintenance charging) digunakan untuk mengimbangi kehilangan isi (self discharge), dilakukan dengan arus rendah sebesar 1/1000 dari kapasitas accu. Ini biasa dilakukan pada accu tak terpakai untuk melawan proses penyulfatan. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian perawatan adalah 45 mA (milli Ampere).

2.      Pengisian lambat (slow charging) adalah suatu pengisian yang lebih normal. Arus pengisian harus sebesar 1/10 dari kapasitas baterai. Bila accu memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian lambat adalah 4,5 A. Waktu pengisian ini bergantung pada kapasitas accu, keadaan accu pada permulaan pengisian, dan besarnya arus pengisian. Pengisian harus sampai gasnya mulai menguap dan berat jenis elektrolit tidak bertambah walaupun pengisian terus dilakukan sampai 2 - 3 jam kemudian.

3.      Pengisian cepat (fast charging) dilakukan pada arus yang besar yaitu mencapai 60 - 100 A pada waktu yang singkat kira-kira 1 jam dimana baterai akan terisi sebesar tiga per empatnya. Fungsi pengisian cepat adalah memberikan baterai suatu pengisian yang memungkinkannya dapat menstarter motor yang selanjutnya generator memberikan pengisian ke accu.[4]

       Prinsip dan Cara Kerja Charger Accu :

Cara kerja charger accu atau adaptor atau Power Supply adalah dengan merubah arus listrik bolak-balik dari PLN sebesar 220V untuk dirubah menjadi listrik arus DC dengan tegangan yang telah ditentukan sehingga bisa digunakan untuk charger accu. Di dalam alat charger accu terdapat komponen utama berisi Trafo atau transformator serta penyearah atau rectifier atau disebut juga dioda rectifier/kiprox.[5]   

Cara Setrum Accu 

       Jika accu pada kendaraan mengalami drop, alternatif yang dipakai adalah dengan cara disetrum atau dalam bahasa sehari-hari adalah charge. Dengan menyetrumkan accu ke tukang setrum, akan lebih menghemat biaya dari pada kita mengganti accu baru yang sudah siap pakai. Yang harus diperhatikan pada penyetruman accu adalah Volt dan Ah (Ampere Hour). Contoh perhitungan sebagai berikut :

1.      Jika sebuah accu dengan ukuran 12 Volt 50 Ah maka setelan pada setrumannya adalah pada posisi 12 V dan 5 Ah. Perhitungan 5 Ah adalah besarnya Ah accu dibagi 10. Maka akan ketemu 50 : 10 = 5. Dengan demikian maka lama penyetruman adalah 10 jam.

2.      Jangka lama 10 jam adalah waktu yang sesuai untuk penyetruman accu, karena semakin lama proses penyetruman akan semakin baik untuk kondisi accu-nya. Tapi jika menambah Ah pada setruman accu memang akan mempercepat pengisian, namun juga akan mempercepat kerusakan pada accu.

3.      Disamping pengaturan Volt dan Ah yang perlu diperhatikan adalah rangkaian pada pemasangan accu jika pada saat yang sama menyetrum lebih dari satu.

---

[1] Syam Hardi, Dasar-Dasar Teknik Listrik Aliran Rata (1), Bina Aksara, Bandung, 1983, hlm. 192.

[2] Suyanwar Wawang, “Definisi Aki,” Ridwan Red, http://ridwan994.blogspot.com/2012/10/definisi-aki.html, diakses tanggal : 11 Juni 2013.

[3] Ibid.

[4] Ibid.

[5] Agus Purnama, “Konsep Dasar Penyearah Gelombang (Rectifier),” Elektronika Dasar, http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/konsep-dasar-penyearah-gelombang-rectifier/, diakses tanggal : 19 Februari 2013.

[6] Ibid.

---

[1] F.Suryatmo, Dasar-Dasar Teknik Listrik, Bina Adiaksara, Jakarta, 2002, hlm. 162.

[2] Suyanwar Wawang, “Akumulator,” Campur Aduk, http://suyanwarwawang.blogspot.com/2012/08/sedikit-banyak-tentang-akumulator.html, diakses tanggal : 23 Desember 2012.

[3] Bagja Pratama, “Intip Bagian Aki, Kering-Basah Sama Saja” Otomotifnet, http://motor.otomotifnet.com/read/2011/05/23/319400/208/27/Intip-Bagian-Aki-Kering-Basah-Sama-Saja, diakses tanggal : 11 Juni 2013.

[4] Ardi, “Jenis-Jenis Accu” Ardi Share, http://griya-com.blogspot.com/2013/05/jenis-jenis-accu-aki-beserta.html, diakses pada : 2 Juli 2013.