ANALISIS BEBAN STATIS DAN BEBAN ANGIN PADA RANGKA PANEL SURYA DI WILAYAH PASCA BENCANA SIBOLGA, SUMATERA UTARA MENGGUNAKAN ANSYS

Abstract

Kondisi pascabencana banjir dan tanah longsor dapat menyebabkan terganggunya akses terhadap air bersih dan sumber energi listrik, sehingga diperlukan sistem penyuplai air yang dapat beroperasi secara mandiri. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem filtrasi air bersih bertenaga surya untuk penanganan darurat bencana banjir dan tanah longsor di Kota Sibolga, Sumatra Utara, serta merancang dan menganalisis kekuatan rangka utama menggunakan metode Finite Element Method (FEM). Metode penelitian meliputi studi literatur, identifikasi kebutuhan sistem, perancangan model tiga dimensi (3D) menggunakan SolidWorks, analisis karakteristik rangka, analisis struktur menggunakan ANSYS, serta pembuatan alat dan pengamatan hasil penyaringan. Sistem yang dirancang mengintegrasikan pembangkit listrik tenaga surya, baterai, inverter hybrid, pompa air, sistem filtrasi bertingkat, tangki penyimpanan, sistem perpipaan dan distribusi, serta sterilisasi menggunakan sinar ultraviolet (UV). Rangka utama menggunakan profil hollow baja karbon rendah (Low Carbon Steel) dengan dimensi 1990 mm × 1680 mm, kemiringan panel 10°, dan massa sekitar 105,72 kg. Analisis FEM dilakukan dengan dua skenario pembebanan, yaitu pembebanan panel surya sebesar 15 N dan pembebanan angin sebesar 10 N. Hasil analisis menunjukkan bahwa pembebanan angin menghasilkan respons struktur yang lebih besar dibandingkan pembebanan panel surya, dengan tegangan von Mises maksimum sebesar 1,4074 MPa dan regangan elastis maksimum sebesar 7,0389 × 10⁻⁶. Hasil simulasi menunjukkan bahwa struktur masih bekerja pada rentang elastis terhadap kedua skenario pembebanan yang dimodelkan. Hasil pengamatan penyaringan secara visual menunjukkan adanya perubahan kondisi air setelah melewati rangkaian filtrasi, dengan air hasil penyaringan terlihat lebih jernih dibandingkan kondisi awal. Namun, hasil tersebut belum dapat digunakan untuk menentukan kualitas air secara kuantitatif karena belum dilakukan pengujian laboratorium terhadap parameter fisika, kimia, dan mikrobiologi.