Jurnal - Pengujian Karakteristik Generator Sinkron Magnet Permanen Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Bayu

(1)

Abstrak

Abstrak —Dewasa —Dewasa ini ini masyarakat masyarakat Indonesia Indonesia mulaimulai me

mengngemembabangngkakan n pepemamanfnfaaaatatan n enenerergi gi anangigin n memelalaluluii Pembangkit Listrik Tenaga Bayu ( PLTB ) sederhana dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu ( PLTB ) sederhana dengan generator sinkron magnet permanen sebagai generator turbin generator sinkron magnet permanen sebagai generator turbin angi

anginnynnya a guna guna menmenguragurangi ngi keketergtergantuantungan ngan pengpenggunagunaaanaan energi fosil.

energi fosil. ebelum PLTebelum PLTB B tersebut digunakan maka perlutersebut digunakan maka perlu adanya pengu!ian

adanya pengu!ian. . Pada penelitian Pada penelitian ini ini dilakdilakukan pengu!ianukan pengu!ian karakteristik generator dan kehandalannya pada modul PLTB karakteristik generator dan kehandalannya pada modul PLTB dala

dalam m menmengkgkon"on"ersi ersi enerenergi gi angiangin n baik saat baik saat kokondindisi si dirdire#te#t dri"

dri"e e maumaupun pun dengdengan an penpenambaambahan han sprspro#o#ket ket rantrantai ai untuntuk uk pro

proses ses penpengisigisian an batbateraierai. . $asi$asil l penpengu!igu!ian an menmenun!un!ukkukkanan dengan putaran %&'

dengan putaran %&' rpm generator menghasrpm generator menghasilkan teganganilkan tegangan *' +o

*' +olt* arus lt* arus *, -mpere* daya *& /att dengan *, -mpere* daya *& /att dengan effisiensieffisiensi 01*

01*,'2 ,'2 dan mendan menghasghasilkilkan tegangaan tegangan n *&*& +o +olt* arus '*lt* arus '* -mp

-mpereere* * daydaya a 3*3*0 0 /a/att tt dendengan gan effieffisiensiensi si 0*0*32 32 padpadaa put

putaran aran 1 1 rpmrpm. . 4od4odul ul PLPLTTB B dirdire#t e#t dridri"e "e memmempunpunyaiyai ke#epatan #ut5in %*, m6s dan pada ke#epatan angin 1*& ke#epatan #ut5in %*, m6s dan pada ke#epatan angin 1*& m6s turbin ang

m6s turbin angin berputar in berputar %3 rpm meng%3 rpm menghasilkahasilkan tegangann tegangan &*&

&*&  ++ooltlt* * aruarus s *%*%'& '& -m-mperpere* e* dadaya ya ,*,*%, %, //atatt t dedengangann effisiensi 3*1%2.

effisiensi 3*1%2. edangkedangkan an dengan penambahan spro#kdengan penambahan spro#ketet rantai roda gigi dengan rasio '7*

rantai roda gigi dengan rasio '7* ke#epatke#epatan #ut5in an #ut5in men!adimen!adi 3*& m6s dan pada ke#epatan angin 1*& m6s turbin angin 3*& m6s dan pada ke#epatan angin 1*& m6s turbin angin berp

berputautar r 3 3 rpm rpm menmenghasghasilkilkan an tegategangan ngan **% % ++ololt* t* arusarus *&

*&' ' -m-mperpere* e* daydaya a '*'''*''  /a/att tt dengdengan an effieffisiensiensi si 1*,31*,3'2.'2. Berd

Berdasarasarkan kan hashasil il terstersebut ebut makmaka a momodul dul PLPLTTB B yanyang g lebilebihh baik untuk

baik untuk penpengisigisian an batbaterai erai adaadalah lah modmodul ul PLPLTB TB dendengangan penambahan spro#ket rantai roda gigi dengan rasio '7. penambahan spro#ket rantai roda gigi dengan rasio '7.

Kata kunci

Kata kunci : Generator, t: Generator, t egangan, egangan, arus, daya, arus, daya, effisiensi, effisiensi, rpm.rpm. I.

I. PPENDAHULUANENDAHULUAN

Energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi Energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi utama ketersediaannya sangat terbatas dan terus mengalami utama ketersediaannya sangat terbatas dan terus mengalami deplesi (

deplesi (depletiondepletion : keabisan! menipis". #le karena itu : keabisan! menipis". #le karena itu san

sangat gat dipdiperlerlukan ukan pempemanfanfaataaatan n eneenergrgi i terterbarubarukan kan untuuntuk k menyelamatkan dunia dari krisis energi fosil. Di Indonesia menyelamatkan dunia dari krisis energi fosil. Di Indonesia sendir

sendiri i pemapemanfaatan energi terbarukan seperti air! nfaatan energi terbarukan seperti air! angin!angin! biomasa!

biomasa! panas panas bumi! bumi! surya surya dan dan samudera samudera belumlabelumla op

optitimmalal. . UUntntuk uk eneneerrggi i anangiginana! ! oorrggananisisaasi si $E$EAAII ($asyarakat Energi Angin Indonesia" menyebutkan ba%a ($asyarakat Energi Angin Indonesia" menyebutkan ba%a pemanfaatan energi angin

pemanfaatan energi angin pada taun pada taun &' anya men)apai&' anya men)apai seki

sekitar tar & & $* dar$* dari i total +!& total +!& ,* po,* potensi energtensi energi i angin angin yanyangg ad

ada. a. HHal al inini i memenunun-n-ukukkakan n baba%%a a pepemamanfnfaaaatatan n dadann penelitian

penelitian di di bidang bidang energi angienergi angin n itu itu sendiri sendiri sangat sangat kurangkurang di Indonesia.

di Indonesia. a

ala la sasatu tu pepermrmasaasalalaan an yayang ng memen-n-adadi i amambabatantan berkembangnya

berkembangnya PL/PL/0 0 di di Indonesia Indonesia adala adala pada pada generator.generator. ,ene

,enerator rator yang kusus yang kusus digunakadigunakan n pada pada teknoteknologi logi PLPL//00 belum banyak

belum banyak tersedia tersedia di di pasaran! pasaran! dan dan -ika -ika ingin ingin membuatmembuat generator tersebut membutukan biaya yang tidak mura. generator tersebut membutukan biaya yang tidak mura. Ak

Akan an tetetatapi pi dedengngan an sesegagala la keketeterbrbatatasasan an yayang ng adada a dandan dengan dibareng

dengan dibarengi i kreatikreati1itas yang tinggi! 1itas yang tinggi! de%de%asa ini asa ini adaada beberapa

beberapa industri industri ruma ruma tangga tangga yang yang men)oba men)oba membuatmembuat dan

dan memengengembambangkangkan n modmodul ul PLPL//0 0 sesederderana ana yayang ng bisbisaa di

dikakatatakakan n mumurara. . ,,enenereratator or yyanang g didigugunanakakan n iaialala

2 2

me

memamanfnfaaaatktkan an gegeneneraratotor r bebekakas s ininduduststri ri dadan n tuturbrbinin angi

anginnynnya a sensendiri diri menmengguggunakanakan n babaan an yayang ng tertersedsedia ia didi lingkungan sekitar seperti plat seng! kayu kaso! dsb.

lingkungan sekitar seperti plat seng! kayu kaso! dsb. e

ebebelulum m PLPL//0 0 digdigunaunakan kan mamaka ka sasangangat t didipeperlrlukaukann pengu-ian

pengu-ian untuk untuk mengetaui mengetaui keandalan keandalan dari dari PLPL/0/0 ter

tersesebutbut! ! mulmulai ai padpada a karkarakteakterisristik tik gegeneraneratorntornya ya sensendiridiri sam

sampai pai pada pada karkarakteakterisristik tik PLPL//0 0 daladalam m menmengkogkon1en1ersirsi en

enerergi gi anangigin. n. PaPada da pepenenelilititian an inini i akakan an memelalakukukakann pengu-ian

pengu-ian teradap teradap modul modul PLPL/0 /0 untuk untuk mendapatkanmendapatkan k

kaarraaktktereriiststiik k ddaarri i mmoodduul l PPLL//0 0 ddaan n bbaaggaaimimananaa ke

keaandndalalanannynya a sesertrta a mengmengupupayayakakan an peperaran)n)anangagan3n3 peran)angan

peran)angan tambaan tambaan yang yang sekiranya sekiranya dibutukan dibutukan untuk untuk dap

dapat at menmengopgoptimatimalkan lkan kinekiner-a r-a modmodul ul PLPL//0 0 tertersesebutbut.. $odu

$odul l PLPL//0 0 ini ini memamemanfaatkan nfaatkan genergenerator ator bekabekas s industriindustri dan dengan turbin angin sederana yang terbuat dari plat dan dengan turbin angin sederana yang terbuat dari plat seng.

seng.

II.$

II.$E/#DEE/#DE P PENELI/IANENELI/IAN

A.

A. UmumUmum Pr

Prososes es pepenenelitlitian ian teterbrbagagi i dadalam lam bebebeberarapa pa tataapapan.an. /aapan pertama adala studi literatur untuk men)ari dasar /aapan pertama adala studi literatur untuk men)ari dasar te

teorori i yyanang g beberkrkaiaitatan n dedengngan an gegeneneraratotorr! ! PLPL//0! 0! dadann bagaimana

bagaimana prosedur prosedur pengu-iannya. pengu-iannya. /a/aapan apan kedua kedua yaituyaitu melakukan pengu-ian generator saat tanpa beban dan pada melakukan pengu-ian generator saat tanpa beban dan pada saat berbeban baterai. Pengu-ian ini menggunakan bantuan saat berbeban baterai. Pengu-ian ini menggunakan bantuan se

sebuabua moto motor r AA4 tiga fa4 tiga fasa sesa sebagbagaiai prime prime mover mover . /aap. /aap ketiga iala pengu-ian generator tersebut pada modul PL/0 ketiga iala pengu-ian generator tersebut pada modul PL/0 sed

sedereranaana diredirect ct drivedrive yang terubung ke baterai. $odul yang terubung ke baterai. $odul PL/0 ini digunakan untuk pengisian baterai. etela data PL/0 ini digunakan untuk pengisian baterai. etela data didapatkan! taap keempat yaitu pengu-ian generator pada didapatkan! taap keempat yaitu pengu-ian generator pada modul PL/0 dengan penambaan

modul PL/0 dengan penambaan sprocket sprocket rantai roda gigi rantai roda gigi den

dengan gan rasrasio io 5: 5: yayang ng -ug-uga a terterubuubung ng ke ke batbateraerai. i. //aaapap kelima adala analisa

kelima adala analisa teradateradap p data yang didapat sepertidata yang didapat seperti tegangan keluaran! arus keluaran! daya yang diasilkan dan tegangan keluaran! arus keluaran! daya yang diasilkan dan effisiensi generator! serta dilan-utkan dengan menganalisa effisiensi generator! serta dilan-utkan dengan menganalisa mod

modul ul PLPL//0 0 mana mana yayang ng leblebi i optoptimaimal l untuuntuk k penpengisgisianian baterai.

baterai. 6emudian 6emudian taapan taapan yang yang terakir terakir adala adala membuatmembuat kes

kesimpimpulan ulan dardari i data asil data asil penpengu-gu-ian ian dan dan analanalisa isa yayangng dilakukan.

dilakukan.

B.

B. Pengujian KarakteristPengujian Karakterist ik Generator ik Generator

Pada pengu-ian ini generator dikopel dan diputar dengan Pada pengu-ian ini generator dikopel dan diputar dengan me

mengnggungunakaakann prime prime movermover berupa berupa motor motor A4 A4 tiga tiga fasa.fasa. Da

Data ta yayang ng diadiambimbil l adaadala la daydaya a mamasukasukan n keke prime prime mover mover ya

yang ng nannantintinya ya akakan an memeruru-uk -uk papada da dadaya ya mamasusukakan n keke ge

geneneraratortor! ! sesertrta a keke)e)epapatan tan puputatar r gegenenerarator tor teteraradadapp tegangan keluaran dan arus keluaran. Dari kedua data itu tegangan keluaran dan arus keluaran. Dari kedua data itu aka

akan n dikdiketaetaui ui berberapa apa bebesar sar daydaya a yayang ng diadiasilsilkan kan dandan berapa eff

berapa effisiensi dari generator isiensi dari generator tersebut.tersebut.

Pengu-ian 6arakteristik ,enerator inkron

$agnet Permanen ebagai Pembangkit Listrik

/enaga 0ayu (PL/0"

Angga Priyatna

Angga Priyatna""_{! Heri Haryanto}_{! Heri Haryanto} &" &"_{! 7i $unarto}_{! 7i $unarto}5"5" !&!5"

!&!5"_8urusan_{8urusan /e}_/eknik_{knik Elektro! Uni1ersitas ult}_{Elektro! Uni1ersitas ultan}_{an Ageng}_{Ageng /irtayasa}_/irtayasa

4ilegon3Indonesia 9&99 4ilegon3Indonesia 9&99

e3mail : anggapriyatna'+gmail.)om e3mail : anggapriyatna'+gmail.)om

(2)

,ambar . Diagram 0lo)k Pengu-ian ,enerator

C.Pengujian Modul PLTB

$odul PL/0 yang diu-i adala modul PL/0 direct drive dan dengan penambaan sprocket rantai roda gigi dengan rasio 5:. $odul PL/0 digerakkan dan dikenai gaya ole angin yang berasal dari sisi keluaran dari tero%ongan angin. 6e)epatan angin dari tero%ongan angin ini diatur dengan menggunakan sistem kontrol dari in1erter. Perubaan ke)epatan angin dilakukan bertaap selama dua menit sekali. Anemometer diletakkan di tenga3tenga antara tero%ongan angin dan modul PL/0 sederana sebagai pengukur ke)epatan angin dari keluaran tero%ongan angin dan sebagai data ke)epatan angin yang beker-a pada turbin angin. Untuk lebi -elasnya dapat

diliat pada ,ambar & di ba%a ini.

,ambar &. Prosedur Pengu-ian $odul PL/0 Dengan 0antuan /ero%ongan Angin

D. Peritungan Da!a Angin" Koe#isien" Torsi dan Da!a Tur$in Angin

Angin adala udara yang bergerak karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suu udara pada suatu daera atau %ilaya. 6arena bergerak angin memiliki energi kinetik;<=. Energi angin dapat diketaui melalui Persamaan berikut : 5 (

>

!

'

A v P _a ₌ _×_ρ_× _× _(" dengan :

Pa ? Daya angin ( *att "!

1 ? 6e)epatan angin yang menu-u turbin (m@s"!

% ? 6erapatan udara ( kg@m5_{"! untuk peritungan}

biasanya diasumsikan  ? !&&> kg@m5

berdasarkan &'( standart atmospere A ? Daera luasan sapuan angin ( m&

".

Daya angin dapat dikon1ersi men-adi daya mekanik (daya turbin angin" dengan menggunakan turbin angin.

Daya turbin angin tidak sama dengan daya angin dikarenakan daya turbin angin terpengaru ole koefisien daya C P . P a t P C P ₌ _× _(&"

 











+

×

 











−

×

=

( & 5 ( 5 &

₍

(

>

!

'

v v v v C _P (5" dengan :

Pt ? Daya turbin angin ( *att "!

4P ? 6oefisien daya turbin angin!

1 ? 6e)epatan angin yang menu-u turbin angin

(m@s"!

1& ? 6e)epatan angin setela mele%ati turbin angin

(m@s"!

Pa ? Daya angin ( *att ".

Nilai maksimum koefisien daya turbin angin adala sebesar '!>+&B. Nilai ini dikenal sebagai 0etC limit. Pada kenyataannya! effisiensi turbin angin pun tidak akan sebesar >+. Efisiensi biasanya berkisar antara 5> sampai 9>.;+=

Untuk setiap benda yang berputar pastinya akan mempunyai torsi. /orsi turbin angin dapat diitung dengan Persamaan berikut : ω t t P T ₌ _(9" B' @ & _×n = π ω (>" dengan :

/t ? /orsi turbin angin ( Nm "!

Pt ? Daya turbin angin ( *att "!

 ? 6e)epatan anguler turbin angin ( rad@s "! n ? 0anyaknya putaran turbin angin ( rpm ".

III. HAIL DAN A NALII

A. )asil Pengujian Karakteristik Generator 'inkron Magnet Permanen

 Pengu-ian /anpa 0eban

/A0LE I

HAIL PEN,U8IAN ,ENE7A/#7 /ANPA 0E0AN

6e)epata n Putar (rpm" /egangan $asukan (Folt" Arus $asukan (Ampere " Daya $asukan (*att" /egangan ,enerato r (Folt" 9& 9> .G5' 55.G9+ .9 ++ 9> .G5& 5>.&G9 5.+& &> 9> .G5> 5<.95G 9.G5 ++ 9> .G5G 5+.>+& <.G> &+5 9> .G9' 5&.'&G .> 59> 9> .G95 5&5.G& &.G >G' 9> .G>& 5&+.B95 &5.> <G' 9> .G+' 5>B.+&B 5&

(3)

,ambar 5. ,rafik Hubungan 6e)epatan Putar (rpm" /eradap /egangan ,enerator (Folt"

Dari ,ambar 9 di atas! dapat terliat ba%a tegangan bertamba besar seiring dengan bertambanya ke)epatan putar.

 Pengu-ian 0erbeban

Pada pengu-ian ini! generator terubung ke baterai. Data yang didapat pada pengu-ian ini berupa daya masukan motor penggerak dan daya keluaran generator.

/A0LE II

DAA $AU6AN $#/#7 AA/ 0E70E0AN

6e)epatan Putar (rpm" /egangan $asukan (Folt" Arus $asukan (Ampere" Daya $asukan (*att" 9& 9B .G5& 5G.9>9 ++ 9B .G5B 5&.55& &> 9B .G9' 5&9.& ++ 9B .G9B 5&G.>&+ &+5 9B .G>& 55&.G9< 59> 9B .G<' 59>.G'& >G' 9B .+>' 9'5.5<B <G' 9B &.'&' 9>5.<>9

Pada /abel II terliat ba%a daya masukan yang diserap ole motor semakin bertamba seiring dengan kenaikan ke)epatan putar. Hal ini disebabkan ole semakin besarnya arus yang ditarik ole motor seiring dengan kenaikan putaran motor tersebut. Untuk menaikkan putaran motor

maka dibutukan tambaan torsi! seingga arus listrik yang diserap motor men-adi lebi besar. elisi daya masukan motor saat berbeban dengan saat tanpa beban merupakan daya pada saft generator.

/A0LE III

DAA $AU6AN PADA HA/

6e)epatan Putar (rpm" Daya $asukan 0erbeban (*att" Daya $asukan /anpa 0eban (*att" Daya $asukan Pada 'a#t (*att" 9& 9> .G5' 55.G9+ ++ 9> .G5& 5>.&G9 &> 9> .G5> 5<.95G ++ 9> .G5G 5+.>+& &+5 9> .G9' 5&.'&G 59> 9> .G95 5&5.G& >G' 9> .G>& 5&+.B95 <G' 9> .G+' 5>B.+&B Pada /abel III di atas dapat terliat ba%a daya masukan pada sa#t generator mengalami kenaikan. 6enaikan daya masukan ini anya sedikit ketika ke)epatan putar kurang dari 5'' rpm. Akan tetapi ketika ke)epatan putar di atas

5'' rpm! kenaikan daya masukan pada saft generator )ukup besar.

0erdasarkan data daya masukan pada saft generator dan ke)epatan putarannya! maka torsi generator tersebut dapat diketaui. /A0LE IF /#7I ,ENE7A/#7 6e)epatan Putar (rpm" Daya $asukan Pada 'a#t (*att" /orsi ,enerator (Nm" 9& 55.G9+ .'9< ++ 5>.&G9 '.>G5 &> 5<.95G '.>< ++ 5+.>+& '.9&+ &+5 5&.'&G '.5G> 59> 5&5.G& '.B&B >G' 5&+.B95 .&9 <G' 5>B.+&B .G>

Dari /abel IF di atas! terliat ba%a torsi a%al generator memang besar untuk dapat menarik daya masukan yang besar. elan-utnya torsi generator bergerak konstan dan )enderung menurun seiring kenaikan ke)epatan putar dan kemudian meningkat kembali pada ke)epatan di atas 59> rpm. Pantas sa-a pada daya masukan pada saft pun mengalami peningkatan yang )ukup besar saat putaran di atas 5'' rpm karena torsinya yang -uga mengalami perubaan.

Untuk asil pengu-ian karakteristik generator itu sendiri dapat diliat pada /abel F berikut ini :

/A0LE F 6 A7A6/E7I/I6 ,ENE7A/#7 6e)epatan Putar (rpm" /egangan (Folt" Arus (Ampere " Daya (*att" Effisiens i (" 9& '.''' '.''' '.''' '.''' ++ 5.'9' '.''' '.''' '.''' &> 9.+<5 '.''' '.''' '.''' ++ G.>'' '.''' '.''' '.''' &+5 '.5'' '.9>' G.'+ B<.G95 59> '.G>' '.<GB 9.<>9 B>.&&9 >G' '.+' &.55' 95.+<< >+.B99 <G' '.+G' 5.'' >G.GGB B'.G> /erdapat tiga ubungan pada /abel F di atas! yaitu ke)epatan putar teradap tegangan! ke)epatan putar teradap arus! dan ke)epatan putar teradap daya. eiring dengan meningkatnya ke)epatan putar generator! maka tegangan keluaran yang diasilkan pun ikut bertamba besar! dan akan bernilai konstan ketika tegangan keluaran tela men)apai tegangan pengisian baterai. ,rafiknya dapat diliat pada gambar di ba%a ini.

(4)

,ambar 9. ,rafik Hubungan 6e)epatan Putar (rpm" /eradap /egangan ,enerator 0erbeban (Folt"

ama alnya dengan tegangan! arus keluaran -uga akan bertamba seiring dengan meningkatnya ke)epatan putar

generator. 0ila tegangan keluaran generator belum men)apai tegangan pengisian baterai maka arus yang diasilkan adala nol. Akan tetapi setela men)apai tegangan pengisian baterai maka arusnya terus bertamba seiring dengan meningkatnya ke)epatan putar generator. ,rafiknya dapat diliat pada gambar berikut.

,ambar >. ,rafik Hubungan Antara 6e)epatan Putar ,enerator /eradap Arus 6eluaran ,enerator

Dikarenakan tegangan dan arus keluaran generator bertamba seiring meningkatnya ke)epatan putar generator!

maka daya yang diasilkan pun -uga ikut bertamba. 0entuk grafiknya seperti pada gambar di ba%a ini :

,ambar B ,rafik Hubungan Antara 6e)epatan Putar ,enerator /eradap Daya 6eluaran ,enerator

Untuk effisiensi generator yang paling besar adala B<!G95 pada ke)epatan putar &+5 rpm. Effisiensi generator )enderung mengalami penurunan ketika ke)epatan putar meningkat.

B. )asil Pengujian Modul PLTB Direct Drive

/A0LE FI

PEN,U8IAN $#DUL PL/0 D &*+CT D *&,+

6e)epatan Angin 1 (m@s" 6e)epatan Angin 1& (m@s" uu (6" /ekanan Udara (Pa" Air Density (kg@m5" 6e)epatan Putar /urbin (rpm" /egangan (Folt" Arus (Ampere" Daya (*att" '.'+' '.'G< &++.&' ''+'' .<> ' '.''' '.''' '.''' '.B9 '.> &++.5'' ''+'' .<9 ' '.''' '.''' '.''' .'9' '.+<& &++.5+G ''+'' .<9 ' '.''' '.''' '.'''

%., .+&5 &++.9'' ''+'' .<9 G 5.5& '.''' '.''' 5.&5 &.G<+ &++.9'' ''+'' .<9 && 9.+> '.''' '.''' 9.9<B 5.+G5 &++.9'' ''+'' .<9 B> B.B&& '.''' '.''' >.>B< 9.G9' &++.9B5 ''+'' .<9 +< G.+B '.''' '.''' B.+<5 B.'+G &++.>'' ''+'' .<9 &5G +.B&9 '.''' '.'''

1.& B.+'9 &++.>+5 ''+'' .<5 &>G +.+G '.&5+ 9.&9

&.%0 G.'& &++.B5+ ''G++ .<5 &+> '.59< '.9'> <.&>G

Dari /abel FI di atas! terliat ba%a turbin angin baru dapat berputar pada ke)epatan angin 1 sebesar &!9G m@s.

Untuk tegangan keluaran generator! mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan ke)epatan angin 1! tetapi arus keluaran generator sebesar '!&5+ Ampere baru akan mengalir pada ke)epatan angin 1 <!GG+ m@s! yaitu pada saat tegangan keluaran generator berada pada tegangan pengisian baterai sebesar +!+G Folt. Pada saat ke)epatan angin +!'&B m@s modul PL/0 dire)t dri1e ini anya berputar sebanyak &+> rpm mengasilkan tegangan '!59< Folt! arus '!9'> Ampere dan daya sebesar <!&>G *att. Hasil yang kurang optimal ini tentunya tidak terlepas dari putaran yang diasilkan pada turbin angin yang anya &+>

rpm sa-a. edangkan bila diliat pada /abel F diketaui ba%a apabila ingin mendapatkan daya yang besar maka generator arus dapat berputar dengan ke)epatan di atas >G' rpm.

Dengan menggunakan Persamaan ("! (&"! (5"! dan (9" maka dapat diitung berapa besar daya angin Pa! koefisien daya angin Cp! daya turbin angin Pt dan torsi turbin angin Tt. 0erikut asilnya dapat terliat pada /abel di ba%a ini :

/A0LE FII

PA! 4P! P/!DAN // PADA $AIN,3$AIN, 6 E4EPA/AN A N,IN FDAN

6 E4EPA/AN PU/A7 PL/0 D &*+CT D *&,+

1 (m@s" n (rpm" Pa (*att" 4p Pt (*att" /t (Nm" '.'+' ' 9!G99 J '39 _'!'B+ _'.''' _' '.B9 ' &!+&G J '35 '!9G '.''' ' .'9' ' '!<9< '!&& '.'+ ' &.9G G B!><+ '!GG .&5< '!9B 5.&5 && &&!5+5 '!+> 9.5B< '!59& 9.9<B B> >+!>5> '!+< .<&G '!B<G >.>B< +< 9!>9& '!&&G &B.> !&BB B.+<5 &5G &&>!'+& '!&&' 9+.>& !+G< <.GG+ &>G 5&>!BG9 '!&+ <.5&> &!B9 +.'&B &+> 9G<!<<& '!G9 G+.<> &!+'>

Dari /abel FII di atas dapat terliat ba%a seiring dengan bertambanya ke)epatan angin maka daya angin -uga semakin besar. edangkan untuk nilai koefisien daya

turbin angin anya berada di ba%a &5 yaitu maksimal anya &&!G. Ini menun-ukkan ba%a turbin angin kurang optimal dalam menangkap daya angin yang ada seingga daya turbin angin yang dibangkitkan pun tidak terlalu besar. Untuk torsi turbin angin sendiri nilainya -uga bertamba seiring dengan bertambanya ke)epatan putar. 0andingkan dengan data pada /abel IF! untuk mendapatkan putaran generator &+> rpm diperlukan daya sebesar !G+ *att sedangkan pada PL/0 dire)t dri1e memerlukan daya sebesar G+!<> *att.

/A0LE FIII

EIIENI ,ENE7A/#7 PADA $#DUL PL/0 D &*+CT D *&,+

6e)epatan Angin 1 (m@s" 6e)epata n Putar (rpm" Daya /urbin Angin (*att" Daya ,enerato r (*att" Effisiens i (" '.'+' ' '.''' '.''' ' '.B9 ' '.''' '.''' ' .'9' ' '.'+ '.''' ' &.9G G .&5< '.''' ' 5.&5 && 9.5B< '.''' ' 9.9<B B> .<&G '.''' ' >.>B< +< &B.> '.''' ' B.+<5 &5G 9+.>& '.''' ' <.GG+ &>G <.5&> 9.&9 >.<G&

(5)

+.'&B &+> G+.<> <.&>G G.G'< /erliat pada /abel FIII di atas effisiensi generator sangatla ke)il. Hanya > K G  sa-a pada ke)epatan angin <!GG+ dan +!'&B m@s. Hal ini dikarenakan putaran maksimal turbin angin yang kurang dari >G' rpm seingga generator belum dapat mengasikan daya keluaran yang besar.

C.)asil Pengujian Modul PLTB Dengan Penam$aan 'procket *antai *oda Gigi *asio -/

/A0LE I

PEN,U8IAN $#DUL PL/0 DEN,AN PENA$0AHAN' P*(CK+T 7 AN/AI

6e)epatan Angin 1 (m@s" 6e)epatan Angin 1& (m@s" uu (6" /ekanan Udara (Pa" Air Density (kg@m5" 6e)epatan Putar /urbin (rpm" /egangan (Folt" Arus (Ampere" Daya (*att" '!''G '!''<> 5''!B'' ''B+< !B< ' '!''' '!''' '!''' '!9& '!5 5''!B'' ''<'' !B< ' '!''' '!''' '!''' !'< '!+&5 5''!B'' ''<'' !B< ' '!''' '!''' '!''' &!&'' !+G5 5''!B'' ''<'' !B< ' '!''' '!''' '!''' 5!5B' 5!''9 5''!>G5 ''<'' !B< ' '!''' '!''' '!''' 9.B&> 9!&> 5''!>G> ''<'' !B< ' '!''' '!''' '!'''

3.& >!&& 5''!B'' ''<'' !B< <+ +!&<G '!''' '!'''

1.& B!&+9 5''!B'' ''<'' !B< G> '!'&' '!+5 5!55G G.9&G <!>'& 5''!B&' ''<'' !B< G+ '!&59 '!&+B >!&9> +.B<+ G!BG& 5''!<'' ''<'' !B< +< '!99> '!5++ <!&'> '.G+ +!<&> 5''!G'' ''<'' !B< '& '!BG5 '!9+G +!+<

.&1, '!G 5''!+'' ''<'' !B< ' '!G<G '!BG !B5 

Pada /abel FIII tersebut! terliat ba%a turbin angin pada modul PL/0 ini baru akan berputar pada ke)epatan angin 1 sebesar >!G+ m@s. Nilai ini -ika dibandingkan dengan modul PL/0 dire)t dri1e merupakan ampir tiga kali lipatnya (pada modul PL/0 dire)t dri1e! turbin angin baru dapat berputar pada 1 ? &!9G m@s". Ini merupakan suatu resiko yang didapat dengan adanya penambaan spro)ket rantai roda gigi! karena penambaan al tersebut se)ara langsung akan menambakan nilai torsi turbin angin seingga turbin angin akan men-adi lebi berat untuk digerakkan. eiring kenaikan putaran turbin angin! tegangan keluaran generator -uga bertamba besar %alaupun kenaikan anya sedikit. 0egitu pula dengan arus

keluaran generator! bertamba seiring dengan

meningkatnya putaran turbin angin. 6arena modul ini merupakan PL/0 dengan penambaan spro)ket rantai roda gigi dengan rasio 5: maka putaran generator merupakan tiga kali putaran turbin angin. 8adi apabila turbin angin berputar sebanyak ' rpm berarti pada saft generator berputar sebanyak 55' rpm. Pada modul PL/0 ini baru akan mengasilkan arus sebesar '!+5 Ampere! tegangan '!'& Folt dan daya 5!55G *att pada ke)epatan angin 1 <!'G+ m@s dan turbin angin berputar sebanyak G> rpm. edangkan daya maksimal yang dapat diasilkan adala sebesar !B5 *att dengan tegangan sebesar '!G<G Folt dan arus '!BG Ampere pada ke)epatan angin 1 sebesar !+<9 m@s dan turbin angin berputar sebanyak ' rpm.

eperti alnya pada PL/0 direct drive! dengan menggunakan Persamaan ("! (&"! (5"! dan (9" maka dapat diitung berapa besar daya angin Pa! koefisien daya angin Cp! daya turbin angin Pt dan torsi turbin angin Tt pada modul PL/0 ini. 0erikut asilnya dapat terliat pada /abel di ba%a ini :

/A0LE 

PA! 4P! P/!DAN // PADA $AIN,3$AIN, 6 E4EPA/AN A N,IN FDAN

6 E4EPA/AN PU/A7 PL/0 DEN,AN PENA$0AHAN' P*(CK+T 7 AN/AI

1 (m@s" n (rpm " Pa (*att" 4p Pt (*att" /t (Nm" '!''G ' 5!5<G J '3< '!< ' ' '!9& ' !G J '35 _'!9B _' _' !'< ' '!BB& '!B+ '!& ' &!&'' ' B!B+< '!<G !+& ' 5!5B' ' &5!G9B '!+' 9!>5 ' 9!B&> ' B&!&'> '!+9 &!'B< ' >!G+' <+ &G!9+B '!&'> &B!59& 5!G9 <!'G+ G> &&5!+9& '!&'' 99!<GG >!'5& G!9&G G+ 5<B!&>9 '!+B <5!<9B <!+& +!B<+ +< >B+!+59 '!G> '>!95G '!5G' '!G+ '& <+9!+& '!G& 99!B<> 5!>99 !+<9 ' '<<!5&& '!<B +!<B5 B!B9<

Dari /abel  di atas dapat terliat ba%a daya angin bertamba seiring dengan bertambanya ke)epatan angin. edangkan nilai koefisien daya turbin angin lebi ke)il -ika dibandingkan dengan pada modul PL/0 direct drive! seingga daya turbin angin yang dibangkitkan pun -elas berkurang. Untuk torsi turbin angin sendiri nilainya -uga bertamba seiring dengan bertambanya ke)epatan putar. 0ila ditin-au kembali pada asil torsi turbin angin direct drive maka asil torsi tersebut sangat -au lebi besar. Penambaan sprocket rantai roda gigi dengan rasio 5: terbukti memberikan andil yang sangat besar pada torsi turbin angin. $enyebabkan turbin angin memerlukan daya yang -au lebi besar pula untuk membuatnya berputar.

/A0LE I

EIIENI ,ENE7A/#7 PADA $#DUL PL/0 DEN,AN PENA$0AHAN

' P*(CK+T 7 AN/AI 6e)epatan Angin 1 (m@s" 6e)epata n Putar (rpm" Daya /urbin Angin (*att" Daya ,enerato r (*att" Effisiens i (" '!''G ' ' '!''' ' '!9& ' ' '!''' ' !'< ' '!& '!''' ' &!&'' ' !+& '!''' ' 5!5B' ' 9!>5 '!''' ' 9!B&> ' &!'B< '!''' ' >!G+' <+ &B!59& '!''' ' <!'G+ G> 99!<GG 5!55G <!9>5 G!9&G G+ <5!<9B >!&9> <!& +!B<+ +< '>!95G <!&'> B!G55 '!G+ '& 99!B<> +!+< B!5>< !+<9 ' +!<B5 !B5 B!'B> Dari /abel I terliat ba%a effisiensi maksimal generator anya sebesar <!9>5  pada ke)epatan angin 1 B!+<> m@s. Dan kemudian mengalami penurunan seiring dengan bertambanya ke)epatan angin. Dengan daya turbin angin sebesar +!<B5 *att turbin angin anya dapat berputar sebanyak ' rpm pada ke)epatan angin !<<G m@s yang artinya putaran yang didapat pada generator pun anya 55' rpm dan pada putaran tersebut generator belum

(6)

dapat mengasilkan daya keluaran yang besar! seingga effisiensi generator sangatla ke)il.

IF. 6 EI$PULAN

Dari penelitian ini didapatkan beberapa kesimpulan di antaranya sebagai berikut :

• Pada data pengu-ian generator! dengan ke)epatan putar &+5 rpm mengasilkan tegangan '!5 Folt! arus '!9 Ampere! daya G!'+ *att dengan effisiensi B<!G95 dan akan mengasilkan tegangan '!+G Folt! arus 5! Ampere! daya >G!GGB *att dengan effisiensi B'!G> pada putaran <G' rpm.

• Pada data pengu-ian modul PL/0 direct drive" turbin angin baru berputar saat ke)epatan angin &!9G m@s dengan putaran G rpm! mengasilkan tegangan 5!5& Folt dan arus ' Ampere. Dengan ke)epatan angin <!GG+ m@s turbin angin berputar &>G rpm mengasilkan tegangan +!+G Folt! arus '!&5+ Ampere! daya 9!&9 *att dengan effisiensi >!<G& dan pada ke)epatan angin +!'&B m@s turbin angin berputar &+> rpm mengasilkan tegangan '!59< Folt! arus '!9'> Ampere! daya <!&>G *att dengan effisiensi G!'G<.

• Dengan penambaan sprocket rantai roda gigi dengan rasio 5: pada modul PL/0 " turbin angin baru berputar saat ke)epatan angin >!G+ m@s dengan putaran <+ rpm! mengasilkan tegangan +!&<G Folt dan arus ' Ampere. Dengan ke)epatan angin <!'G+ m@s turbin angin berputar G> rpm mengasilkan tegangan '!'& Folt! arus '!+5 Ampere! daya 5!55G *att dengan effisiensi <!9>5 dan pada ke)epatan angin !+<9 m@s turbin angin berputar

' rpm! mengasilkan tegangan '!G<G Folt! arus '!BG Ampere! daya !B5 *att dengan effisiensi B!'B>. • 6arakteristik modul PL/0 yang lebi baik dalam

pengisian baterai adala modul PL/0 dengan penambaan spro)ket rantai roda gigi dengan rasio 5: karena memerlukan ke)epatan angin yang lebi renda untuk mulai melakukan pengisian baterai dibandingkan dengan modul PL/0 dire)t dri1e.

DA/A7 PU/A6A

;= A)yanto! D-oko. ++<. Mesin0mesin Listrik. 8akarta: Erlangga. ;&= Akbar! $uammad A-i. &'9. *ancang Bangun 'udu 'avonius

'e$agai 'el# 'tarting Tur$in Angin Tipe )!$rid Darrieus 'avonius . 4ilegon : Uni1ersitas ultan Ageng /irtayasa.

;5= AlM! 8orge Antonio Fillar.! ,abriel da il1a imioni! and 8oo ,ilberto Astrada 4agas ilo. &''. Procedures La$orator! 1or 'mall 2ind Tur$ines Testing. 0raCil : Pontifi)al 4atoli) Uni1ersity of 7io ,rande do ul Porto Alegre.

;9= Al3emmeri! /. &''. 2ind Tur$ines. Fentus Publising Ap.

;>= Andika! $arkus Nanda!. . /egu /riaryanto dan 7i)ky #)ta1ianus Prasetya. &''<. Kincir Angin 'um$u )orisontal Bersudu Ban!ak . ogyakarta : Uni1ersitas anata Darma.

;B= AsyOari! Hasyim.! Aris 0udiman dan Nurmuntaa Agung Nugraa. &''. Peman#aatan Generator &nduksi 'e$agai Pem$angkit Listrik Angin 'kala *uma Tangga Di M$ulak Baru Ka$upaten 3epara.

urakarta : Uni1ersitas $uammadiya.

;<= Daryanto! . &''<. Kajian Potensi Angin Untuk Pem$angkit Listrik Tenaga Ba!u. ogyakarta : 0alai PP/A,, K UP/3LA,,.

;G= D-atmiko! Istanto *. &''. Baan Ajar +lektronika Da!a.ogyakarta : Uni1ersitas Negeri ogyakarta.

;+= arret! eliJ A.! and $. ,odoy imoes. &''B. &ntegration (# Alternative 'ources (# +nerg!. Ne% 8ersey : 8on *aley  ons! In). ;'= IE4 B9''3&3. &''>. 2ind Tur$ine Generator '!stems Part /40/

Po5er Per#ormance Measurements o# +lectricit! Producing 2ind Tur$ines.

;= Nelson! Faugn. &''+. 2ind +nerg!  *ene5a$le +nerg! And Te +nvironment. Ne% ork : 474 Press.

;&= Nugroo! Difi Nuary. &'. Analisis Pengisian Baterai Pada *ancang Bangun Tur$in Poros ,ertikal Tipe 'avonius Untuk Pencatuan Be$an Listrik . Depok : Uni1ersitas Indonesia.

;5= Perdana! Pramudya Nur. &'&. Pembangkit Listrik /enaga 0ayu @ Angin (PL/0". /ersedia dari : ttp:@@-endeladenngabei.blogspot.)om (U7L dikun-ungi pada < April &'9"

;9= Priyatna! Angga. &'5. Analisa Perancangan Generator 'inkron Magnet Permanen Putaran *enda 4"6 k2 Untuk Pem$angkit Listrik

Tenaga Ba!u Dengan Menggunakan 'o#t5are Anso#t7Ans!s Ma85ell *M8prt ,./4 Di Uit Pelaksana Teknis 9 La$oratorium Aero0

Gasdinamika dan Getaran. 4ilegon : Uni1ersitas ultan Ageng /irtayasa.

;>= aputra! Deas 7.A. &'9. *ancang Bangun Generator 'inkron Magnet Permanen Kecepatan *enda Untuk 'istem Pengisian Baterai. 4ilegon : Uni1esitas ultan Ageng /irtayasa.

;B= etia%an! 7oni. &'. Pem$angkit Listrik Tenaga Angin 'e$agai 'um$er +nergi Alternati# Di Parangtritis. ogyakarta : Uni1ersitas Negeri ogyakarta.

;<= tiebler! $anfred. &''G. 2ind +nerg! '!stem 1or +lecric Po5er Generation. 0erlin : pringer.

;G= /era-a! 0.L. +B. +lectrical Tecnolog!. Ne% Deli

;+= Qual. &'''. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan +lektronika Da!a. 8akarta: P/. ,ramedia Pustaka.

;&'= Prisandi! 4atra Hagusta. &'. 'tudi Desain Kumparan 'tator Pada Generator 'inkron Magnet Permanen 1luks Aksial Tanpa &nti 'tator. Depok : Uni1ersitas Indonesia.