RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN EMISI METANA RUMINANSIA YANG PORTABEL DAN BERENERGI MANDIRI BERBASIS PANEL SURYA

Panji Dewandaru, Dr. Ir. Nur Abdillah Siddiq, S.T., IPP. ; Dr. Ir. Mukhsin Al Anas, S.PT., IPP.

2025 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Sektor agrikultur merupakan salah satu penyumbang utama emisi gas rumah kaca (GRK), khususnya metana yang dihasilkan melalui fermentasi enterik pada hewan ruminansia. Di Indonesia, meskipun populasi sapi terus meningkat, teknologi pemantauan emisi metana eruktasi masih terbatas. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sistem portabel untuk pemantauan emisi metana eruktasi pada hewan ruminansia yang mandiri energi berbasis panel surya.

Metode yang digunakan meliputi perancangan dan pengujian portable headbox system dengan integrasi sensor TGS2600 untuk metana, MH-Z19B untuk karbon dioksida, BME280 untuk parameter lingkungan, serta dilengkapi web dashboard guna menampilkan data hasil pengukuran. Evaluasi dilakukan terhadap akurasi sensor, hasil produksi metana, dan kemampuan kemandirian energi sistem.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa sensor BME280 memiliki RMSE ±0,0432 °C untuk suhu, ±0,3475 %RH untuk kelembapan, dan ±0,2876 hPa untuk tekanan. Sensor MH-Z19B mencatat RMSE ±60,1498 ppm, sedangkan TGS2600 sebesa ±0,5631 ppm. Estimasi produksi metana untuk dua sampel sapi tercatat sebesar 35,999 × 10?³ g/h dan 40,453 × 10?³ g/h. Dengan potensi output surya harian sebesar 3,957 Wh/Wp, maka sistem tenaga surya 50 Wp mampu mengisi baterai 12V/8Ah penuh dalam 4 jam 36 menit.

The agricultural sector is one of the major contributors to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane produced through enteric fermentation in ruminant animals. In Indonesia, despite the continuous increase in cattle population, technologies for monitoring eructed methane emissions remain limited. This study aims to develop a portable system for monitoring methane emissions from ruminant eructation that is self-powered using solar energy.

The methodology involves the design and testing of a portable headbox system integrating a TGS2600 sensor for methane detection, an MH-Z19B sensor for carbon dioxide measurement, and a BME280 sensor for environmental parameters, complemented by a web dashboard for real-time data visualization. The system was evaluated in terms of sensor accuracy, methane production measurement, and energy self-sufficiency performance. 

Experimental results show that the BME280 sensor achieved an RMSE of ±0.0432 °C for temperature, ±0.3475 %RH for humidity, and ±0.2876 hPa for pressure. The MH-Z19B sensor recorded an RMSE of ±60.1498 ppm, while the TGS2600 exhibited ±0.5631 ppm. The estimated methane production from two cattle samples was 35.999 × 10?³ g/h and 40.453 × 10?³ g/h, respectively. With a daily solar output potential of 3.957 Wh/Wp, the 50 Wp solar system was able to fully charge a 12V/8Ah battery within 4 hours and 36 minutes.

Kata Kunci : emisi metana, eruktasi ruminansia, fermentasi enterik, dan sensor / methane emissions, ruminant eructation, enteric fermentation, sensors.