LAPORAN TUGAS AKHIR
SIMULASI PROTOTYPE PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DITINJAU DARI VARIASI DIAMETER DAN SUDUT NOZZLE
TERHADAP DAYA LISTRIK DAN EFFISIENSI SISTEM PEMBANGKIT
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan S1 (Terapan) pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang
OLEH :
FERALIZA WIDANTI 061340411686
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
SIMULASI PROTOTYPE PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DITINJAU DARI VARIASI DIAMETER DAN SUDUT NOZZLE TERHADAP
DAYA LISTRIK DAN EFFISIENSI SISTEM PEMBANGKIT
Oleh:
FERALIZA WIDANTI 061340411686
Palembang, Agustus 2017 Menyetujui,
Pembimbing I, Pembimbing II,
Ir. K.A Ridwan, M.T Ir. Erlinawati, M.T NIDN.0025026002 NIDN. 0005076115
Mengetahui,
Telah Diseminarkan Dihadapan Tim Penguji
di Program Studi Sarjana Terapan (DIV) Teknik Energi, Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
Pada tanggal 27 Juli 2017
Tim Penguji TandaTangan
1. Ir. Robert Junaidi, M.T. ( )
NIDN. 0012076607
2. Ir. Hj. Sutini Pujiastuti Lestari, M.T. ( )
NIDN. 0023105603
3. Ir. Nyayu Zubaidah, M.Si ( )
NIDN. 0001015524
Palembang, Agustus2017
Mengetahui,
Ketua Program Studi
Sarjana Terapan (DIV) Teknik Energi
Motto : “Have courage and be kind” - Cinderella
“Time is free but it’s priceless, you can’t own it but can use it, you can’t keep it but can spend it, once you’ve lost is you can never get it back” - Feraliza Widanti
“Choose a job you love, adn you will never have to work a day in your life” – Albert Einstein
“Life’s like a movie, write your own ending, keep believing and keep
pretending, because a hard beginning make a good ending” - Feraliza Widanti
Kupersembahan Untuk :
Allah SWT beserta Rasul-Nya yang selalu menemani setiap langkah kaki ini.
Kedua orang tua yang telah bersusah payah memberikan yang terbaik untukku dan tanpa lelah selalu mendoakanku.
Kakak-kakak ku yang selalu memberiku semangat dan doa Semua keluarga besarku yang selalu mendoakanku.
Kedua pembimbingku Ir. KA Ridwan, M.T dan Ir. Erlinawati, M.T yang tanpa lelah memberikan bimbingan sampai selesainya laporan ini. Pak Azharuddin, S.T., M.T yang selalu memberikan saran dan masukan
kepada kami.
Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Beserta Staff di Jurusan Teknik Kimia terutama di DIV Teknik Energi terima kasih atas segala bantuannya. Teman Seperjuangan Kelompok PLTMH serta Teman – Teman di DIV
ABSTRAK
SIMULASI PROTOTIPEPEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (Variasi Diameter dan Sudut Nozel Terhadap Daya Listrik dan Effisiensi Sistem
Pembangkit)
(Feraliza Widanti, 2017, 40 Lembar, 16 Tabel, 22 Gambar, 4 Lampiran)
Pemanfaatan air sebagai energi alternatif salah satunya adalah dengan mengubahnya menjadi listrik dengan bantuan alternator pada pembangkit listrik tenaga mikrohidro. Selain itu, untuk mengubah air menjadi energi listrik dibutuhkan komponen lainnya seperti pompa, nozel, kincir air, baterai aki serta inverter. Nozel merupakan salah satu komponen penting yang mempengaruhi nilai daya yang dihasilkan. Nozel yang digunakan dengan variasi diameter 4 mm, 8mm dan 12 mm serta variasi sudut nozel pada 15o, 20o, 25o, 30o dan 35o. Dari permasalahan tersebut, maka dirancang alat Simulasi Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. Tujuan pembuatan alat ini adalah digunakan untuk menghasilkan energi listrik yang effisien dan ramah lingkungan. Dari hasil pengolahan data dan perhitungan, nilai daya yang dihasilkan meningkat seiring dengan semakin kecil diameter nozel yang dipakai. Nilai daya dan effisiensi tertinggi diperoleh pada kondiri diameter nozel 4 mm dan posisi sudut nozel 20o. Dari hasil tersebut diperoleh nilai daya sebesar 78,2 watt dan efisiensi sebesar 25,5 %. Sedangkan daya alternator yang didapat sebesar 133,92 watt dan effisiensi sistem pembangkit sebesar 43,70 %.
ABSTRACT
PROTOTYPE MICROHYDRO POWER PLANT SIMULATION WITH WATER WHEEL
(Diameter and Nozzle Angle on Electrical Power and Efficiency of Generating System)
(Feraliza Widanti, 2017, 40 Pages, 16 Tables, 22 Pictures, 4 Appendixes)
Utilization of water as an alternative energy one of them is to convert it into electricity with the help of alternator in microhydro power plant. In addition, to convert water into electrical energy required other components such as pumps, nozzles, waterwheels, battery batteries and inverters. Nozzle is one important component that affects the value of power generated. Nozzles are used with 4 mm, 8mm and 12 mm diameter variations and variations of nozzle angles at 15o, 20o, 25o, 30o and 35o. From these problems, it is designed Prototype Simulation tool for Microhydro Power Plant. The purpose of making this tool is used to produce electrical energy that is efficient and environmentally friendly. From the results of data processing and calculation, the value of power generated is increases with the smaller nozzles diameter are used. The highest value of power and efficiency is obtained at 4 mm nozzle diameter and 20o nozzle angle position. From the results it's obtained the power value of 78,2 watts and efficiency 25,5%. While the alternator is obtained the power of 133.92 watts and the efficiency of the generating system 43,70 %.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala Rahmat dan
Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Simulasi Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Ditinjau Dari Variasi Diameter Dan Sudut Nozzle Terhadap Daya Listrik Dan Effisiensi Sistem Pembangkit”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Tugas
Akhir pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi di Politeknik
Negeri Sriwijaya. Tugas Akhir ini didasarkan pada studi rancang bangun yang
dilakukan pada bulan April-Juni 2017.
Selama penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan
bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan
terima kasih kepada yang terhormat :
1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Adi Syakdani, S.T ., M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik
negeri Sriwijaya.
3. Ahmad Zikri, S.T ., M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia
Politeknik negeri Sriwijaya.
4. Ir. Arizal Aswan, M.T, selaku Ketua Program studi Teknik Energi Jurusan Teknik Kimia Politeknik negeri Sriwijaya.
5. Ir. KA Ridwan, M.T, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak
membantu selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan
Tugas Akhir ini.
6. Ir. Erlinawati, M.T, selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak
membantu selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan
Tugas Akhir ini.
7. Seluruh Staf Pengajar, Administrasi, dan Jurusan Teknik Kimia terutama
di DIV Teknik Energi atas bantuan dan kemudahan yang diberikan dalam
8. Kedua orang tua dan saudara-saudara saya yang telah memberikan do’a, restu, motivasi, bantuan moril dan semangat serta dukungannya selalu
penyelesaian Tugas Akhir ini.
9. Terima kasih kepada Teman Seperjuangan Kelompok PLTMH 2013 atas
segala bantuannya, secara langsung maupun tak langsung.
10.Teman-teman 8 EGD dan teman-teman Teknik Energi Politeknik Negeri
Sriwijaya Palembang Angkatan 2013 yang tidak bisa disebutkan namanya
satu persatu, terima kasih atas masukan dan bantuannya yang telah
diberikan selama ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk
penyempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan
ridho-Nya kepada kita, Amin.
Palembang, Juli 2017
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan ... 3
1.3 Manfaat ... 4
1.4 Perumusan Masalah ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) ... 5
2.2 Kincir Air ... 6
2.3 Pipa Pesat (Nozel) ... 17
2.4 Alternator ... 21
2.5 Pompa ... 23
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pendekatan Desain Fungsional ... 26
3.2 Pendekatan Desain Struktural ... 26
3.3 Desain Alat Protipe Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro 27
3.4 Waktu dan Tempat ... 29
3.5 Alat dan Bahan ... 30
3.6 Perlakuan dan Rancangan Percobaan ... 31
3.7 Prosedur Percobaan ... 31
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ... 33
4.2 Pembahasan ... 35
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 38
5.2 Saran ... 38
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Air ... 5
2. Hasil Pengujian Penelitian Supardi ... 19
3 Hasil Putaran Kincir Terhadap Sudut dan Panjang Nozel ... 20
4. Data Hasil Perhitungan Daya Dan Effisiensi Maksimum Kincir Air Secara Teoritis Berdasarkan Variasi Sudut Nozel ... 34
5. Data Hasil Perhitungan Variasi Sudut Dan Diameter Nozel Terhadap Daya Alternator Dan Effisiensi Sistem Pembangkit .. 34
6. Data Pengamatan Variasi Diameter Nozel dengan Sudut Tetap 15o... ... 44
7. Data Pengamatan Variasi Diameter Nozel dengan Sudut Tetap 20o... 45
8. Data Pengamatan Variasi Diameter Nozel dengan Sudut Tetap 25o... 46
9. Data Pengamatan Variasi Diameter Nozel dengan Sudut Tetap 30o... 47
10. Data Pengamatan Variasi Diameter Nozel dengan Sudut Tetap 35o... 48
11. Data Desain PLTMH dengan Kincir Air ... 49
12. Data Hasil Daya Maksimum Kincir Air Secara Teoritis ... 56
13. Data Hasil Perhitungan Effisiensi Maksimum Kincir ... 57
14. Data Hasil Perhitungan Pengaruh Sudut dan Diameter Nozel Terhadap Daya dan Effiensi Mekanik Kincir ... 59
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Kincir Air Overshoot ... 9
2. Kincir Air Undershoot ... 11
3 Kincir Air Breatshoot ... 12
4. Nozel Air ... 18
5. Skema Kerja Alternator... 22
6. Tampak Atas Prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. ... 27
7. Tampak Depan Prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro . 28 8. Tampak Samping Prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ... 28
9. Tampak Depan Desain Kincir Air ... 29
10. Tampak Atas Desain Kincir Air ... 29
11. Grafik Hubungan Sudut Nozzle Terhadap Daya Alternator ... 36
11. Grafik Hubungan Sudut Nozzle Terhadap Effisiensi Sistem Pembangkit ... 37
13. Jet Pump ... 63
14. Nozel ... 63
15. Kincir Air ... 63
16. Pulley Kincir Air ... 64
17. Bak Penampungan ... 64
18. Alternator DC ... 64
19. V-Belt ... 65
20. Kontrol Panel ... 65
21. Prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ... 65
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Data Pengamatan ... 44
2. Perhitungan ... 46
3. Gambar ... 63
