BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.2 Saran
1. Untuk menghitung kapasitas kecepatan angin dan intensitas radiasi matahari dapat dilakukan melalui pengukuran langsung di tempat dan dibandingkan dengan hasil yang dicatat oleh NASA sehingga hasilnya lebih presisi.
2. Untuk peneliti selanjutnya dapat menganalisis pada daerah lain dengan melihat jenis pembangkit energi terbarukan lainya seperti minihidro, biomass dll.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Pembangkit Listrik Hibrid
Pembangkit listrik hibrid adalah pembangkit yang membangkitkan listrik di mana digunakan lebih dari satu macam pembangkit. Misalnya listrik tenaga surya (photovoltaic, PV) dipadu dengan genset, maka disebut hibrid PV-genset. Sistem hibrid yang pernah diterapkan di Indonesia adalah: hibrid Genset, hibrid PV-mikrohidro, hibrid PV-bayu (angin), dan bahkan hibrid PV-bayu-genset. Tetapi yang agak berbeda adalah kombinasi ini menggabungkan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) dengan yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable).
Renewable energy yang digunakan dapat berasal dari energi matahari, angin, surya dan lain-lain yang dikombinasikan sehingga menjadi suatu pembangkit yang lebih efisien, efektif dan handal. Untuk dapat mensuplai kebutuhan energi listrik, baik sebagai penerangan rumah atau kebutuhan peralatan listrik yang lain seperti TV, pompa air, setrika listrik, serta kebutuhan industri kecil di daerah tersebut. Dengan adanya kombinasi dari sumber-sumber energi tersebut, diharapkan dapat menyediakan catu daya listrik yang kontinyu dengan efisiensi yang paling optimal.
Adapun manfaat pembangkit listrik hibrid adalah:
4. Meningkatkan waktu layanan listrik secara ekonomis. Suatu sistem pembangkit hibrid biasanya dibangun dari:
1. Inverter dengan rating daya kontinyu 60% dari daya beban.
2. Satu atau dua mesin dan generator diesel yang biasanya memiliki kapasitas sama hingga 1,5 kali rating daya inverter dan dilengkapi sistem kontrol otomatis.
3. Sistem penyimpanan yang biasnya berupa bank baterai leadacid dengan kapasitas penyimpanan minimum tertentu.
4. Sistem pembangkit energi terbarukan seperti photovoltaic dilengkapi regulator.
5. Sistem kontrol berbasis mikroprosesor untuk keperluan monitoring dan otomasi managemen sistem.
Berbagai komponen sistem pembangkit hibrid tersebut dirangkai dalam beberapa konfigurasi yaitu:
1. Series hybrid system 2. Switched hybrid system 3. Parallel hybrid system
Pada penelitian ini digunakan konfigurasi parallel hybrid system seperti Gambar 2.1. Pada parallel hybrid system, generator diesel, turbin angin, surya dan bank baterai bersama-sama secara paralel menyuplai beban. Parallel hybrid system menggunakan inverter dua arah (bi-directional) yang dapat berfungsi sebagai inverter (mengubah daya dc menjadi ac) dan sebagai charger dan regulator (mengubah daya ac menjadi dc). Saat daya beban lebih rendah dari daya bank
baterai, maka beban disuplai oleh baterai melalui bi-directional inverter (yang berfungsi sebagai inverter) sedangkan generator diesel dipadamkan. Pada saat daya beban melebihi daya baterai namun lebih kecil dari daya generator diesel, generator diesel dinyalakan untuk mensuplai beban dan mengisi baterai dengan kelebihan dayanya. Pada saat ini bi-directional inverter berfungsi sebagai regulator dan charger. Pada saat daya beban lebih tinggi dari daya generator diesel, generator diesel tetap menyuplai beban sedangkan bi-directional inverter kembali berfungsi menjadi inverter lalu bersama-sama secara paralel menyuplai beban.
Konfigurasi parallel hybrid system memiliki beberapa keuntungan antara lain :
1) beban dapat dipenuhi secara optimal.
2) Efisiensi generator diesel tinggi sehingga mengurangi biaya perawatan. 3) Ukuran generator diesel dan komponen lain dapat diminimalisir sehingga
mengurangi biaya investasi.
Jika suatu sistem pembangkit hibrid dengan konfigurasi parallel hybrid system dilengkapi dengan pembangkit listrik energi terbarukan (Gambar 2.1), kehandalan dan efisiensi sistem akan meningkat, dan ukuran generator-generator makin kecil. Hal ini dimungkinkan karena generator diesel berubah fungsi menjadi back-up, sedangkan suplai utama berasal dari pembangkit energi terbarukan dan baterai.
Gambar 2.1 Contoh Parallel hybrid system
Gambar 2.2 Parallel hybrid system dengan photovoltaic
Alasan teknis dimanfaatkannya sistem hibrid adalah sebagai berikut : saling melengkapi keunggulan dan kelemahan masing-masing pembangkit, misalnya untuk hybrid PV-mikrohydro, pada musim penghujan air banyak tetapi matahari relatif sedikit dan sebaliknya jika musim kemarau air akan sedikit
pembangkit: pada hybrid PV-genset, genset untuk memenuhi kebutuhan pada saat "peak load" , sedangkan pada saat "base load" genset dimatikan dan PLTS mencatu listrik ke jaringan, dengan demikian masing-masing pembangkit dapat beroperasi pada kapasitas optimalnya. Mengurangi ketergantungan pada suplai BBM.
Pada hybrid PV-genset pemakaian genset dapat dikurangi sampai dengan 75%, tanpa mengganggu suplai kebutuhan listrik, sehingga ketergantungan suplai BBM untuk genset dapat dikurangi. Meningkatkan keandalan (reliability) dan kualitas suplai listrik. Grid connected dapat meningkatkan keandalan dan kualitas suplai listrik karena listrik yang disuplai lebih stabil dan dapat diseting agar memiliki fungsi back up. Alasan ekonomisnya adalah meningkatkan efisiensi sistem pembangkit hibrid PV-genset mengurangi biaya operasional sistem, karena pada saat "base load" dimana kebutuhan listrik konsumen jauh dibawah kapasitas genset, maka genset dapat dimatikan dan PLTS menggantikan, sehingga genset tidak dibiarkan beroperasi pada kapasitas di bawah kapasitas optimum. Meningkatkan keandalan (reliability) dan pelayanan secara ekonomis.
Listrik pedesaan yang beroperasi 6-12 jam per hari dapat ditingkatkan menjadi beroperasi penuh 24 jam/hari secara ekonomis. Apabila peningkatan dilakukan dengan menggunakan genset saja maka investasi yang dibutuhkan kecil tetapi biaya operasi akan meningkat karena pada saat "base load" genset terus beroperasi, ketergantungan terhadap suplai BBM juga semakin tinggi (di pedesaan/pulau terpencil sulit diharapkan kepastian suplai BBM). Apabila peningkatan dilakukan dengan menambah PV saja, meskipun biaya operasi menjadi
menghindari penambahan investasi awal yang terlalu besar, menghindari biaya operasi yang besar, dan mengurangi ketergantungan terhadap suplai BBM.
2.2 Energi Terbarukan (Renewable Energy)
Energi terbarukan adalah energi yang tersedia di alam dan dapat di gunakan secara berkelanjutan dalam jangka panjang dengan persedian yang sangat melimpah ataupun tidak habis-habis. Berikut adalah jenis-jenis dari energi terbarukan (renewable energy) :
a. Biomassa b. Energi Surya c. Energi Angin d. Energi Air (Hydro)
e. Energi Pasang Surut (Tidal)
f. Energi Panas Bumi (Geo-Thermal) g. Fotosintetis
Energi terbarukan tentunya memiliki keunggulan dan kelemahan tertentu, seperti halnya energi konvensional. Berikut akan kita lihat apa saja keunggulan dan kelemahannya. Adapun keunggulan dari energi terbarukan adalah:
a. Ramah lingkungan
Energi terbarukan menghasilkan emisi gas yang sangat sedikit bahkan tidak ada sehingga terjamin aman bagi lingkungan jika dipergunakan dengan bijak. Tidak seperti energi fosil yang menghasilkan kadar CO dan CO2 yang menyebabkan pemanasan global dan kondisi udara yang tidak sehat.
Energi terbarukan tersedia di alam dengan melimpah tanpa harus membayarnya kita hanya mengoperasikannya.
c. Pasokan melimpah
Ketersediaannya sangat banyak di alam bahkan tidak pernah habis jika dipergunakan dengan bijak dan terkendali.
d. Mengurangi ketergantungan pada impor minyak
Minyak masih merupakan energi yang paling banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi nasional. Untuk memenuhi kebutuhan energi kita mengimpor dari luar negeri dengan harga mahal. Dengan mengoptimalkan energi terbarukan dapat mengurangi bahkan tidak lagi impor minyak dari luar negeri.
Energi terbarukan juga memiliki kelemahan diantaranya adalah: a. Biaya instalasi awal tinggi
b. Penyimpanan dan transportasi c. Belum handal
d. Belum efisien e. Tradisi
2.3 Pembangkit Tenaga Surya
Kawasan desa Si onom Hudon 7 memiliki tingkat radiasi cahaya matahai yang bagus dapat dilihat pada Gambar 2.3
Gambar 2.3 Kondisi pencahayaan di salah satu sudut Desa Si Onom Hudon 7
Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit yang memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan penghasil listrik adalah photovoltaic yang disebut secara umum modul/panel solar cell. Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif di dalam sel modul tersebut karena perbedaan elektron. Hasil dari aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung
dimanfatkan untuk mengisi
battery/aki sesuai tegangan dan arus yang diperlukan. Rata-rata produk modul solar cell yang ada dipasaran menghasilkan tegangan 12 s/d 18 VDC dan arus antara 0.5 s/d 7 Ampere. Secara umum ada dua pembangkit tenaga surya untuk menghasilkan energi listrik yaitu :
Dalam pembangkit ini energi cahaya matahari akan digunakan untuk memanasi suatu fluida yang kemudian fluida tersebut akan memanaskan air. Air panas akan menghasilkan uap yang digunakan untuk memutar turbin, sehingga dapat menghasilkan energi listrik.
2. Pembangkit surya photovoltaic (PV)
Pembangkit jenis ini memanfaatkan sel surya (solar cell) untuk mengkonversi radiasi cahaya menjadi energi listrik secara langsung.
Dalam sistem yang akan dirancang sistem pembangkit adalah menggunakan sistem PV. Energi sel surya (solar sel) adalah sumber energi yang dihasilkan oleh cahaya matahari yang di pancarkan ke bumi dan di dalam cahaya matahari tersebut terkandung foton yang nantinya dapat di konversi menjadi energi listrik. Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari hanya 69% dari total energi pancaran matahari diterima oleh permukaan bumi. Suplai energi dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi mencapai 3 x 1024 joule per tahun (setara dengan 2 x 1017 Watt). Jumlah energi sebesar ini setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini.
Menutup 0,1% saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10% sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini. Indonesia berpotensi untuk menjadikan solar sel sebagai salah satu sumber energi masa depannya mengingat posisi Indonesia pada daerah khatulistiwa.
900 hingga 1000 Watt. Total intensitas penyinaran per harinya di Indonesia mencapai 4500 watt hour/m2 yang membuat Indonesia tergolong kaya sumber energi matahari ini. Bentuk solar sel dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Solar Sel
Photovoltaic merupakan proses perubahan cahaya menjadi energi listrik (photos: cahaya dan volta nama fisikawan italia yang menemukan tegangan listrik). Sistem pembangkit tenaga surya dapat dilihat pada gambar 2.5.
Teknologi photovoltaic merupakan suatu teknologi konversi yang mengubah cahaya (photo) menjadi listrik (volt) secara langsung (direct conversion). Peristiwa ini dikenal sebagai efek foto listrik (photo electric effect). Di dalam proses konversi cahaya listrik tidak ada bagian yang bergerak, sehingga produk teknologi photovoltaic memiliki umur teknis yang panjang (>25 tahun). Sebuah sel surya dapat beroperasi secara maksimum jika temperature sel tetap normal (pada 25ºC), kenaikan temperature lebih tinggi dari temperature normal
Gambar 2.5 Sistem pembangkit tenaga surya
Setiap kenaikan temperature sel surya 1ºC (dari 25º) akan berkurang sekitar 0.4% pada total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah hingga separuhnya untuk setiap kenaikan temperature sel 10ºC. Kecepatan angin di sekitar lokasi panel photovoltaic dapat membantu mendinginkan permukaan temperatur permukaan sel photovoltaic sehingga menaikkan efisiensi operasinya. Untuk dapat memperoleh sejumlah tegangan atau arus yang dikehendaki, maka umumnya masing-masing sel surya dihubungkan satu sama lain baik secara hubungan seri ataupun secara paralel, sehingga membentuk suatu rangkaian photovoltaic yang disebut modul. Sebuah modul photovoltaic umumnya terdiri dari 36 sel surya atau 33 sel, dan 72 sel. Beberapa modul photovoltaic dihubungkan untuk membentuk satu rangkaian tertentu disebut photovoltaic panel, sedangkan jika berderet-deret modul photovoltaic dihubungkan secara baris dan kolom yang disebut sebagai photovoltaic array.
photovoltaic array ditentukan oleh keseimbangan antara daya yang dihasilkan dan daya yang disuplai ke beban serta intensitas solar energi dengan menggunakan rumus:
PPV = (dl/Htd).(A/K)...[1] dimana:
PPV : kapasitas photovoltaik(Wp) dl : energi beban rata-rata(Kwh/d) A : radiasi standar(1000 Watt/m2) Htd : insolasi design(Kw/m2-a) K : faktor kerugian
Prinsip Kerja Panel Surya
Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa semikonduktor. Lebih tepatnya tersusun atas duajenis semikonduktor yakni jenis n dan jenis p.
Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki kelebihan elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, (n = negatif). Sedangkan semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p = positif) karena kelebihan muatan positif. Caranya, dengan menambahkan unsur lain ke dalam semikonduktor, maka kita dapat mengontrol jenis semikonduktor tersebut, sebagaimana diilustrasikan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.6 Struktur semikonduktor
Pada awalnya, pembuatan dua jenis semikonduktor ini dimaksudkan untuk meningkatkan tingkat konduktifitas atau tingkat kemampuan daya hantar listrik dan panas semikonduktor alami. Di dalam semikonduktor alami (disebut dengan semikonduktor intrinsik) ini, elektron maupun hole memiliki jumlah yang sama. Kelebihan elektron atau hole dapat meningkatkan daya hantar listrik maupun panas dari sebuah semikoduktor.
Misal semikonduktor intrinsik yang dimaksud ialah silikon (Si). Semikonduktor jenis p, biasanya dibuat dengan menambahkan unsur boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga) atau indium (In) ke dalam Si. Unsur-unsur tambahan ini akan menambah jumlah hole. Sedangkan semikonduktor jenis n dibuat dengan menambahkan nitrogen (N), fosfor (P) atau arsen (As) ke dalam Si. Dari sini, tambahan elektron dapat diperoleh. Sedangkan, Si intrinsik sendiri tidak mengandung unsur tambahan. Usaha menambahkan unsur tambahan ini disebut dengan doping yang jumlahnya tidak lebih dari 1% dibandingkan dengan berat Si yang hendak di-doping.
1. Semikonduktor jenis p dan n sebelum disambung.
Gambar 2.7 semikondukter jenis p dan jenis n
2. Sesaat setelah dua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan elektron-elektron dari semikonduktor n menuju semikonduktor p, dan perpindahan hole dari semikonduktor p menuju semikonduktor n.
Perpindahan elektron maupun hole ini hanya sampai pada jarak tertentu dari batas sambungan awal.
3. Elektron dari semikonduktor n bersatu dengan hole pada semikonduktor p yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang. Daerah ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan positif. Pada saat yang sama hole dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang ada pada semikonduktor n yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini berkurang. Daerah ini akhirnya lebih bermuatan positif.
Gambar 2.9 Daerah deplesi
4. Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi (depletion region) ditandai dengan huruf W.
5. Baik elektron maupun hole yang ada pada daerah deplesi disebut dengan pembawa muatan minoritas (minority charge carriers) karena keberadaannya di jenis semikonduktor yang berbeda.
6. Dikarenakan adanya perbedaan muatan positif dan negatif di daerah deplesi, maka timbul dengan sendirinya medan listrik internal E dari sisi positif ke sisi negatif, yang mencoba menarik kembali hole ke semikonduktor p dan elektron ke semikonduktor n. Medan listrik ini cenderung berlawanan dengan perpindahan hole maupun elektron pada awal terjadinya daerah
Gambar 2. 10 Medan listrik E di daerah deplesi
7. Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan pn berada pada titik setimbang, yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari semikonduktor p ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik kembali ke arah semikonduktor p akibat medan listrik E. Begitu pula dengan jumlah elektron yang berpindah dari semikonduktor n ke p, dikompensasi dengan mengalirnya kembali elektron ke semikonduktor n akibat tarikan medan listrik E. Dengan kata lain, medan listrik E mencegah seluruh elektron dan hole berpindah dari semikonduktor yang satu ke semiikonduktor yang lain.
Pada sambungan p-n inilah proses konversi cahaya matahari menjadi listrik terjadi. Untuk keperluan sel surya, semikonduktor n berada pada lapisan atas sambungan p yang menghadap ke arah datangnya cahaya matahari, dan dibuat jauh lebih tipis dari semikonduktor p, sehingga cahaya matahari yang jatuh ke permukaan sel surya dapat terus terserap dan masuk ke daerah deplesi dan semikonduktor p.
Gambar 2.11 Cahaya matahari mengenai semikonduktor
Ketika sambungan semikonduktor ini terkena cahaya matahari, maka elektron mendapat energi dari cahaya matahari untuk melepaskan dirinya dari semikonduktor n, daerah deplesi maupun semikonduktor. Terlepasnya elektron ini meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron yang disebut dengan fotogenerasi elektron-hole (electron-hole photogeneration) yakni, terbentuknya pasangan elektron dan hole akibat cahaya matahari.
Gambar 2.12 Photogenerasi pada semikonduktor
Cahaya matahari dengan panjang gelombang yang berbeda, membuat fotogenerasi pada sambungan pn berada pada bagian sambungan pn yang berbeda pula. Spektrum merah dari cahaya matahari yang memiliki panjang gelombang lebih panjang, mampu menembus daerah deplesi hingga terserap di semikonduktor p yang akhirnya menghasilkan proses fotogenerasi di sana. Spektrum biru dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek hanya terserap di daerah semikonduktor n.
Selanjutnya, dikarenakan pada sambungan pn terdapat medan listrik E, elektron hasil fotogenerasi tertarik ke arah semikonduktor n, begitu pula dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor p.
Apabila rangkaian kabel dihubungkan ke dua bagian semikonduktor, maka elektron akan mengalir melalui kabel. Jika sebuah lampu kecil dihubungkan ke kabel, lampu tersebut menyala dikarenakan mendapat arus listrik, dimana arus
Gambar 2.13 Aliran elektron panel surya saat melayani beban
2.4 Pembangkit Tenaga Diesel
Sejak lama di desa ini pemerintah sudah mencoba menyelesaikan masalah kelistrikan dengan menggunakan mesin diesel. Banyak penduduk yang membeli mesin diesel secara pribadi tetapi tidak maksimal penggunaanya karena maintanance yang tidak baik. Ketika terjadi kerusakan tidak ada engineer yang handal dalam maintanence, sehingga tidak handal pengoperasianya selama ini. Contoh mesin diesel yang masih digunakan dapat di lihat pada gambar 2.6
Gambar 2.14 Mesin diesel dengan kapasitas 12 KVA di Desa Si Onom Hudon 7
Pusat listrik tenaga diesel (PLTD) sesuai untuk diimplementasikan pada lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban dasarnya adalah seperti yang dapat ditangani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta dapat berfungsi dalam waktu yang singkat. Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk pusat pembangkit, cadangan (stand by plant), beban puncak dan cadangan untuk keadaan darurat. Komponen pembangkit tenaga surya dapat dilihat pada gambar 2.9.
Komponen-komponen mesin diesel adalah: 1. Fuel Tank
2. Fuel oil separator 3. Daily tank
4. Fuel oil booster 5. Diesel motor
6. Turbo charger : menaikkan efisiensi udara yang dicampur dengan bahan bakar dan menaikkan tekanan serta temperaturnya
7. Air intake filter : Perangkat untuk mengalirkan udara 8. Exhaust gas silincer: Peredam dari sisa gas yang digunakan 9. Generator : Menghasilkan energi listrik
10. Pengubah utama : Alat pengubah utama untuk menjadi energi listrik 11. Jalur transmisi : Penyaluran energi listrik ke konsumen
Gambar 2.15 Komponen PLTD.
Pembangkit listrik tenaga diesel adalah pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Bahan bakar yang umum digunakan adalah minyak diesel yang biasanya disebut solar. Gas juga dapat digunakan. Daya yang dihasilkan oleh kerja motor diesel tercantum pada
P= 35 ..�. . ...[2]
di mana:
P : daya
D : tekanan efektif
v : volume langkah silinder i : jumlah silinder
n : putaran per menit
b : 2 untuk mesin 4-langkah, 1 untuk mesin 2-langkah.
Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Gambar 2.16 Model mesin diesel
Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh
energi mekanis dari prime mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan sebutan alternator.
Generator adalah alat yang bekerja menggunakan prinsip percobaannya faraday yaitu memutar magnet dalam kumparan atau sebaliknya, ketika magnet digerakkan dalam kumparan maka akan terjadi perubahan fluks gaya magnet (perubahan arah penyebaran medan magnet) di dalam kumparan dan menembus tegak lurus terhadap kumparan sehingga menyebabkan beda potensial antara ujung-ujung kumparan (yang menimbulkan listrik).
Syarat utama untuk dapat menghasilkan listrik, harus ada perubahan fluks magnetik, jika tidak maka tidak akan timbul listrik. Cara mengubah fluks magnetik adalah dengan menggerakkan magnet dalam kumparan atau sebaliknya dengan energi dari sumber lain, seperti angin dan air yang memutar baling-baling turbin untuk menggerakkan magnet tersebut.
Apabila suatu konduktor digerakkan memotong medan magnet maka akan timbul beda tegangan di ujung-ujung konduktor tersebut. Tegangannya akan naik saat mendekati medan dan turun saat menjauhi. Sehingga listrik yang timbul dalam siklus: positif-nol-negatif-nol (AC). Generator DC membalik arah arus saat tegangan negatif, menggunakan mekanisme cincin-belah, sehingga hasilnya jadi siklus: positif-nol-positif-nol (DC).
Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Pada mesin
murni yang dimampatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (± 30 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis.
Pada mesin diesel penambahan panas atau energi senantiasa dilakukan pada tekanan yang konstan. Pada mesin diesel, piston melakukan 2 langkah pendek menuju kepala silinder pada setiap langkah daya.
1. Langkah ke atas yang pertama merupakan langkah pemasukan dan penghisapan, di sini udara dan bahan bakar masuk sedangkan poros engkol berputar ke bawah.
2. Langkah kedua merupakan langkah kompresi, poros engkol terus berputar menyebabkan torak naik dan menekan bahan bakar sehingga terjadi pembakaran. Kedua proses ini (1 dan 2) termasuk proses pembakaran. 3. Langkah ketiga merupakan langkah ekspansi dan kerja, di sini kedua katup
yaitu katup isap dan buang tertutup sedangkan poros engkol terus berputar dan menarik kembali torak ke bawah.
4. Langkah keempat merupakan langkah pembuangan, disini katup buang terbuka dan menyebabkan gas akibat sisa pembakaran terbuang keluar. Gas dapat keluar karena pada proses keempat ini torak kembali bergerak naik