Formula E, Sang Juru Selamat Dunia Motorsport

KOMPAS.com – Dunia balap (motorsport) saat ini masih mengandalkan bahan bakar bensin dan mesin konvensional sebagai modal utama. Tapi, sumber daya alam di bumi tidak akan tersedia untuk selamanya. Ketika waktunya tiba, motorsport bakal terancam keberadannya, jika tak mengembangkan teknologi alternatif.

Mesin mobil balap yang masih mengandalkan teknologi internal combustion engine (ICE) juga menghasilkan racun emisi karbon yang signifikan dan berbahaya bagi kelestarian bumi di masa depan. Alasan ini juga yang mendorong stake holder di dunia balap untuk mengambil langkah kongkret, yakni mulai mengembangkan teknologi transportasi dengan energi berkelanjutan, seperti mobil listrik dan hidrogen.

FIA sebagai lembaga dunia balap internasional kemudian menyelenggarakan kejuaraan dunia balapan mobil listrik, yaitu Formula E, sejak 2014. Mungkin ada sedikit persepsi negatif tentang balapan ini, seperti suara khas dan kecepatan yang  tidak se-spekatkuler ajang F1. Di sisi lain, banyak hal lain yang mungkin bisa dipelajari dari Formula E. Bahkan, juga ada yang berpendapat kalau teknologi ini merupakan penyelamat bagi dunia motorsport di masa depan.

Karakter mobil Formula E

Dari segi aerodinamika dan sasis, mobil Formula E tidak serumit Formula 1. Keduanya sudah standar dan dipasok oleh Dallara, dengan teknologi baterai yang dikembangkan Williams Advanced Engineering.

Baterai yang dipasok Williams bertipe lithium ion battery berkapasitas 28kWh. Setiap mobil Formula E dapat menghasilkan tenaga maksimal 200 kW pada babak kualifikasi dan sekitar 150 kW saat balapan untuk mencapai top speed sekitar 225 kpj. Prioritas utama FIA adalah pengembangan electrical powertrain.

Electrical Powertrain, punya beberapa komponen di dalamnya. Masing-masing punya tugas dan fungsi masing-masing, menjamin seluruh rangkaian berjalan dengan normal. Untuk lebih jelasnya, simak penjelasan komponen yang terkandung di dalamnya, berikut ini:

1. A.      eMotor

eMotor mempunyai fungsi utama mengonversikan tenaga listrik dari baterai menjadi daya mekanik untuk menggerakan roda belakang. Jenis mesin elektrik yang digunakan di sini, berjenis tiga fase berfungsi dengan arus bolak-balik (AC current).

eMotor sendiri dibuat dari rotor yang berputar, di dalamnya ada stator juga berputar. Putaran itu terjadi karena medan elektromagnetik akibat arus bolak-balik.

FIA membiarkan setiap tim untuk mengembangkan eMotor mereka sendiri semenjak musim kedua. Pada musim pertama, eMotor yang dipasok McLaren Applied Technology merupakan jenis single yang dipasang secara membujur. Pada musim kedua, beberapa variasi electric power train mulai terlihat.

Setiap tim bermain dengan jumlah eMotor yang digunakan (satu atau dua) dan dengan cara pemasangan beragam (melintang atau membujur).

Graham Murdoch Jaguar Formula E 2016 car exploded view

1. B.      Inverter

Komponen kedua ini sangat penting agar eMotor dan baterai dapat berfungsi bersama dengan baik. Sebelumnya sudah dijelaskan, kalau eMotor berfungsi dengan AC current, tapi tenaga listrik yang disalurkan oleh baterai berupa DC current (arus searah). eMotor memerlukan pola voltase yang cukup rumit untuk berfungsi, sehingga memerlukan alat untuk mengonversi arus DC menjadi AC yang spesifik.

1. C. Gearbox

Selanjutnya, gearbox atau transmisi. Komponen jangan disamakan dengan sistem transmisi yang ada pada mobil Formula 1. Pada balap F1, setiap tim merancang gearbox mereka sendiri, semua mobil menggunakan gearbox, 8-percepatan.

Pada mobil Formula E, lebih banyak variasinya. Jika pada musim pertama, gearbox 5-percepatan yang dipasok oleh Hewland digunakan oleh semua tim. Musim selanjutnya, semua tim diperbolehkan merancang gearbox 3-percepatan, 2-percepatan, bahkan ada beberapa tim yang memilih untuk tidak menggunakan gearbox.

Manfaat Teknologi Formula E

Selain untuk menyiapkan dunia motorsport untuk masa depan, manfaat teknologi yang digunakan pada ajang Formula E cukup beragam. Sama seperti tujuan utama dunia balap, adalah sebagai wadah penguji, satu teknologi otomotif dalam kondisi puncak. Efektivitas, tenaga, daya tahan, sampai keberlanjutan satu teknologi diuji dalam musm balap satu tahun penuh.

FIA, lewat ajang Formula E, juga mau melakukan hal serupa, sehingga mengerucut pada beberapa hal berikut ini.

Pertama, teknologi Formula E, menggunakan sumber berkelanjutan (sustainable) untuk memproduksi listrik. Sumber listrik yang digunakan untuk mengisi ulang (charge) baterai mobil Formula E memanfaatkan sumber daya yang terbarukan. Teknologi ini juga mengeluarkan emisi karbon yang jauh, sangat rendah ketika memproduksi listrik.

Bahan yang digunakan glycerine, juga terproduksi saat proses pembuatan biodiesel. Biodiesel sendiri terbuat dari tumbuh-tumbuhan, minyak nabati, dan berbagai jenis lemak lainnya, jenis bahan yang mudah ditemukan dan tentunya berkelanjutan. Untuk memproduksi listrik dari glycerine, digunakan generator diesel konvensional, yang sedikit dimodifikasi.

Hasilnya, mampu mengonsumsi glycerine sebagai bahan bakar. Berbeda dengan bensin biasa, pembakaran glycerine sangat bersih, karena tingkat emisi karbon rendah.

Tentunya teknologi ini masih terus dikembangkan FIA ke depan dan ada kemungkinan dapat digunakan oleh mobil komersial sehari-hari. Adapun, salah satu tujuan FIA dengan menyelenggarakan kejuaraan Formula E adalah menciptakan teknologi yang user friendly, bisa dimanfaatkan industri.

Formula E Salah satu tim balap yang ikut dalam ajang Formula E 2018.

Kedua, perbedaan paling besar antara mesin konvensional (ICE) dan eMotor adalah proses pembuatan tenaga mekanik. ICE mengandalkan pembakaran bensin, melalui reaksi kimia. Pembakaran bensin dengan udara (oksigen) menghasilkan uap air dan juga karbondioksida. Dengan regulasi hybrid sejak 2014, setiap mobil F1 bisa menghasilkan sekitar 16.000 Kg kaborndioksida selama satu musim!

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, eMotor tidak mengandalkan reaksi kimia untuk menghasilkan tenaga, melainkan medan elektromagnetik untuk memutar rotor, dan menyalurkannya ke roda belakang.

Ketiga, jika teknologi yang ada pada Formula E bisa diserap seluruh industri otomotif, maka akan tercipta mobil listrik yang menarik untuk konsumen di masa depan. Pasalnya, saat ini energi listrik umumnya masih diproduksi melalui cara yang tidak bersih, seperti batubara, solar, atau nuklir. Alasan ini juga yang membuat, stigma mobil listrik yang mengklaim diri zero emmission, masih dipertanyakan.

Untuk mengembangkan teknologi berkelanjutan juga butuh investasi besar, seperti pembangunan kincir angin atau turbin hidrolik. Tapi, Formula E menemukan solusi yang menarik, dengan memanfaatkan glycerine, yang bisa menghasilkan listrik dengan generator diesel dimodifikasi. Otomatis, biaya yang dikeluarkan untuk mengembangkan sistem ini akan lebih ekonomis, ketimbang yang lain.

Selain itu, eMotor juga mempunyai efisiensi yang jauh lebih tinggi dari pada mesin konvensional. Mesin ICE biasanya mampu lebih efisien antara 20-30 persen, hasil riset yang mahal. Efisinsi jadi hal sulit dicapai pada mesin konvensional, karena banyaknya komponen yang berinteraksi pada sistem pembakaran konvensional itu. Belum lagi banyaknya gaya gesek antar komponen, plus gearbox yang ikut mengurangi efisiensi keseluruhan dari mesin itu sendiri.

Sam Bloxham/LAT/Formula E 2016/2017 FIA Formula E Championship in Monte-Carlo, Monaco, Saturday (13/5/2017). Sebastien Buemi (SUI), Renault e.Dams, Spark-Renault, Renault Z.E 16.

Di sisi lain, eMotor tidak memiliki komponen sebanyak mesin konvensional. Beberapa tim Formula E bahkan ada yang memilih tidak menggunakan gearbox, demimeningkatkan efisiensi. Hebatnya lagi, sebagian besar tim Formula E, telah berhasil mencapai 90 persen efisiensi powertrain. Lewatefisiensi tinggi, potensi daya listrik digunakan secara maksimal untuk menghasilkan tenaga mekanik jadi lebih optimal.

Intinya, Formula E benar-benar mendukung pemanfaatan energi berkelanjutan dengan emisi rendah. Teknologi yang terkandung di dalamnya juga bertujuan membantu industri otomotif di masa depan, agar lebih berinovasi.

Dari balapan sendiri, Formula E sudah menuju ke arah yang benar. Sirkuit yang di tengah kota-kota besar di dunia juga dirasa sangat menantang bagi pebalap, sekaligus menjadi promosi apik untuk ajang balapan baru ini. Selain itu, aksi overtaking dan racing yang sangat OK, bakal membuat Formula E punya masa depan yang cerah nantinya.