Air Independent Propulsion Fuel Cell: Teknologi Dibalik Kemampuan Endurance Kapal Selam TNI AL

Ada beberapa paramater yang menjadikan suatu kapal selam layak disebut canggih, sebut saja dari teknologi sensor, sonar, dan sistem senjata yang dibawanya. Tapi lain dari itu, kehandalan kapal selam juga ditentukan dari kemampuan endurance (daya tahan) selama waktu operasi penyelaman. Semakin lama kapal selam mampu bertahan di bawah permukaan laut, maka kapal selam tersebut punya poin emas dalam melaksanakan operasi tempur bawah air.

Bila kapal selam bertenaga nuklir punya keunggulan menyelam dalam waktu yang cukup lama hingga berbulan-bulan di bawah permukaan, maka kapal selam diesel listrik punya kemampuan selam yang tidak terlalu lama, hitungannya maksimum 3 sampai 4 minggu kapal selam harus muncul ke permukaan, baik langsung atau menggunakan snorkel. Nah, untuk mencapai endurance waktu selam yang maksimal, kapal selam diesel listrik mengandalkan sokongan tenaga dari AIP (Air Independent Propulsion). Sementara saat kapal selam berlayar di permukaan, tenaga dorongnya dipasok oleh mesin diesel. Inilah teknologi yang digunakan juga pada kapal selam Type 209 TNI AL, KRI Cakra 401, KRI Nanggala 402, dan tiga unit kapal selam Changbogo Class yang akan tiba tahun depan.

Bila Kapal selam nuklir yang menggunakan panas dari peluruhan bahan radioaktif di reaktornya yang akan digunakan untuk menghasilkan steam yang digunakan pada steam turbine dan dikopel ke propelernya sebagai penggerak atau dihubungkan ke generator listrik untuk membangkitkan listrik. Maka kapal selam diesel listrik mendapatkan tenaga dari hasil pembakaran bahan bakarnya, dan sebagaimana kita tahu untuk menghasilkan pembakaran atau api diperlukan udara dalam hal ini oksigen,teknologi ini menggunakan hydrolisis yang akan menghasilkan gas HHO yang membutuhkan energi listrik untuk melepaskan ikatan hidrogen dan oksigen di air, di tambah lagi air luat memiliki kadar garam yang tinggi yang tentu memerlukan peralatan distilasi lagi yang tentu membutuhkan tenaga lagi. Oleh karenanya kapal selam diesel listrik bertindak seperti ikan paus yang sesekali muncul kepermukaan untuk menghidupkan mesin diselnya yang akan mencharge baterai yang tentu saja memerlukan waktu yang tidak sedikit.

AIP dalam penjabarannya terdiri dari AIP Closed Cycle Diesel Systems, AIP Closed Cycle Steam Turbine, MESMA (Module d’Energie Sous-Marine Autonome), AIP Fuel Cell Systems, AIP Based Stirling engine, dan AIP hyrdogen peroxide system. Prinsip kerja AIP seperti mekanisme penggerak di pesawat antariksa. AIP selain membawa bahan bakar, juga membawa udara (oksigen) yang dibutuhkan untuk pembakaran.

Untuk kapal selam TNI AL saat ini, KRI Cakra 401 dan KRI Nanggala 402, mengusung jenis AIP fuel cell systems, yaitu sistem propulsi yang merupakan penggabungan sistem konvensional yang terdiri dari generator diesel dengan baterai asam timbal dengan dengan sel bahan bakar yang dilengkapi dengan oksigen dan penyimpanan hidrogen. Sistem ini terdiri dari sembilan PEM (membran polimer elektrolit) sel bahan bakar dan masing-masing memberikan tenaga antara 30kW sampai dengan 50kW.

Dari roadmapnya, fuel cell merupakan penemuan mutakhir dari teknologi AIP kapal selam. Mesin ini mampu menghasilkan energi listrik untuk baterai kapal selam yang didapat dari proses kimiawi paduan oksigen dan hidrogen. Berbeda dengan sistem AIP sebelumnya, cara kerja perangkat ini tidak menimbulkan suara dan tidak menghasilkan gas buang. Kehadiran sistem ini membuka peluang untuk memodemisasi kapal selam konvensional yang berkemampuan selam setara dengan kapal selam nuklir.

Untuk mesin diesel-nya, kapal selam Type 209 TNI AL ditenagai dengan dua buah mesin type MTU 16V-396 bertenaga 2350 HP, dibawah air bergerak dengan menggunakan dua motor listrik pokok Piller Ntb56.40-10 0.97 MW, dengan sistem AIP dua buah HDW Siemens PEM fuel cell module BZM120 (120 kW x 2), serta motor ekonomi satu buah Siemens Permasyn (2.85 MW). Besarnya tenaga diesel dikapal ini memberikan gambaran akan usaha memperkecil probabilitas discretion, dengan kemampuan menyelam sekitar tiga minggu sebelum kapal selam mengisi baterai kembali. Dengan kemampuan mesin diesel dan AIP fuel cell, kapal selam selam Type 209 TNI AL punya jarak jelajah hingga 12.000 mil (19.300 km). (Bayu Pamungkas)