Tren Menghemat Energi pada Mobil Balap dan Jalanan

Salah satu problem rumit yang dihadapi para insinyur otomotif mengaplikasikan teknologi KERS atau RESS pada mobil F1, sport lainnya, dan hibrida adalah cara menyimpan energi yang diperoleh kembali. Ternyata tidak semudah yang diperkirakan. Berbagai masalah baru malah muncul sesuai dengan karakteristik masing-masing penyimpan energi.

Baterai kimia, kinerjanya berubah sesuai dengan suhu di sekitarnya. Umur pakainya sangat terbatas dan memengaruhi bobot mobil. Dinilai kurang cocok untuk mobil sport yang membutuhkan sistem lebih ringan dalam hal bobot.

Roda gila, kinerjanya tidak menurun selama digunakan. Di samping itu, jauh lebih ringan, kompak, dan efisien. Keterbatasannya, tidak bisa menyimpan energi dalam waktu lama.

Siklus sistem
Umur pakai RESS adalah kunci penggunaanya untuk jangka panjang. Baterai hanya dapat dipakai dengan siklus ribuan kali sebelum dibuang atau didaur ulang. Superkapasitor, umur pakainya sekitar satu juta siklus, sedangkan roda gila 10 juta siklus.

Baterai kimia menghasilkan energi spesifik, 1.000MJ/kg, superkapasitor 10.000 MJ/kg, dan roda gila mendekati 1.000.000 MJ/kg. Roda gila tunggal seberat 40 kg menghasilkan energi sampai 40 terajoules selama digunakan. Kemampuan itu sama dengan jumlah energi listrik yang digunakan 2,2 juta rumah tangga di Inggris dalam setahun. Kalau dikonversi ke tenaga kuda sekitar 14.900.245 PS-jam atau 11.111.111 kW-jam.

Faktor itulah yang membuat FIA tidak ingin menggunakan baterai kimia sebagai penyimpan energi. Tak kalah penting, roda gila ramah terhadap lingkungan karena tidak menggunakan zat beracun dan dapat diaur ulang dengan aman.

Masalah lain yang diperhitungkan adalah aspek keamanan. Setiap alat penyimpan energi punya risiko. Baterai akan meledak jika terlalu panas, roda gila akan berantakan menghantam bagian lain di sekitarnya.

Kasus disengat listrik yang dialami mekanik, seperti BMW Sauber dan Red Bull, memaksa FIA mengeluarkan usulan penggunaan sarung tangan untuk setiap tim, termasuk marshal yang bertugas di trek.

Pakai baterai
Akhirnya, sebagian besar tim F1 memilih sistem kelistrikan untuk menyimpan energi yang diperoleh dan memanfaatkannya kembali. Tim memasang motor pada as roda, di depan mesin dan dekat tangki bahan bakar. Kabel digunakan untuk memindahkan energi dari KERS ke RESS. Masing-masing tim punya cara sendiri-sendiri.

Williams mengambil tenaga listrik dari motor yang disatukan dengan roda gila. Karakteristik kinerjanya meningkat secara radikal dengan menambahkan teknologi magnetically loaded composite (MLC). Teknologi MLC dikembangkan pada industri nuklir oleh Urenco dan Williams Hybrid Power telah diberi lisensi.

Pada magnetically loaded composite flywheel energy storage system (MLCFESS), magnet permanen motor disatukan dengan komposit roda gila. Jika pecah berantakan, yang hancur hanya kotak kompositnya.

KERS versi terakhir yang digunakan pada F1 menghasilkan tenaga spesifik sekitar 5kW/kg dengan roda gila bisa berputar sampai 50.000 rpm. Karena padat dan tidak membutuhkan motor eksternal, KERS F1 sangat kompak. Dari ukuran tidak banyak membutuhkan tempat.

Kecuali Williams, tim lainnya menggunakan baterai kimia untuk menyimpan energi yang dipulihkan. Kendati roda gila lebih menguntungkan karena ukurannya lebih kecil, sebagian besar tim menggunakan baterai.

Terpilihnya KERS dengan RESS baterai karena pemasoknya, Magnetti Marelli mempresentasikan keunggulan pada November 2008. Fiturnya, motor starter-alternator, alat yang berfungsi ganda, bila mesin hidup, mengubah energi kinetik atau gerak menjadi listrik seperti yang digunakan pada mobil hibrida.

Masalahnya, motor harus dilengkapi dengan pendingin air yang mengakibatkan penempatan komponen mesin dan bagian tertentu dari mobil F1 harus ditata-ulang. Ternyata hal itu tidak mudah karena memengaruhi distribusi bobot mobil.

Ferrari dan Scuderia Toro Rosso menggandalkan sistem yang dibuat Magneti Marelli tersebut. Alasannya, perusahaan tersebut punya pengalaman dan keahlian dalam bidang elektronik. Motor dan unit kontrol KERS-nya lebih ringan 4 kg.

Sebenarnya, Magneti Marelli telah merancang paket KERS. Ternyata tim punya tuntutan yang berbeda. Sebagian besar tim ternyata menggunakan baterai lithium-ion. Bobot pun bertambah. Perbandingannya, 300 kg baterai, kemampuannya sama dengan 40 kg roda gila dalam menyimpan energi.

Layu sebelum berkembang
Karena masalah tersebut, KERS yang semula dicanangkan untuk membuat mobil F1 ramah lingkungan atau hemat energi, ternyata layu sebelum berkembang. Pada masa uji coba mobil di akhir tahun lalu, banyak tim bersemangat menjajal KERS. Nyatanya, begitu balapan berlangsung, justru banyak yang tidak menggunakan.

Kalau pun ada tim yang menggunakan kemudian, seperti Ferrari dan McLaren, hasilnya sangat mengecewakan. Kedua tim besar itu tak kunjung menang. Alhasil, karena adanya tekanan untuk mengurangi biaya F1 pada setiap tim, tahun depan sudah direncanakan untuk melupakan KERS. Alasan mereka, hasil yang diperoleh tidak sepadan dengan biaya yang telah dikeluarkan.