MAJALAH ILMIAH
TEKNOLOGI ELEKTRO
Metode Contrast Stretching untuk Perbaikan Kualitas Citra pada Proses Segmentasi VideoI Made Dwi Putra Asana, I Made Oka Widyantara, NMAED Wirastuti, Ida Bagus Putu Adnyana
Optimasi Pemasangan dan Kapasitas Kapasitor Shunt Pada Jaringan Distribusi Penjulang Menjangan
Chandra Wimar Tono Manurung, I Wayan Sukerayasa, Rukmi Sari Hartati
Studi Analisis Kapasitas Pengaman Kopel dalam Mensuplai Daya di Bandara Internasional Ngurah Rai Saat Hilangnya Suplai Daya Dari Penyulang Gayatri atau Penyulang Bandara
I.G.A.Yoga Armika , I.G. Dyana Arjana , I.W. Rinas
Studi Analisa Koordinasi Relai GFR Incoming Busbar 20 kV dan GFR Saluran Dalam Mengamankan Gangguan Satu Phasa Ketanah di Transformator 3 Gardu Induk Kapal
I Gede Krisnayoga Kusuma, I Gede Dyana Arjana, I Wayan Arta Wijaya
Evaluasi Layanan Broadband Campus Dengan Menggunakan Framework COBIT 4.1
Fajar Tri Prabowo, NMAE Dewi Wirastuti, I Nyoman Satya Kumara
Studi Pengelolaan Energi Listrik Di Perusahaan Pengolahan Daging PT. SOEJASCH BALI
H N Pratama, R S Hartati, I N S Kumara
Studi Analisis Koordinasi Over Current Relay (OCR) dan Ground Fault Relay (GFR) pada Recloser di Saluran Penyulang Penebel
I D.G.Agung Budhi Udiana, I G.Dyana Arjana, Tjok. Gede Indra Partha
Merancang dan Mengimplementasi Modul Praktikum Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana
Achmad Bahri, Lie Jasa, Yanu Prapto Sudarmojo
Rancang Bangun Pemodelan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Menggunakan Kincir Overshot Wheel
I Wayan Budiarsana Saputra, Antonius Ibi Weking, Lie Jasa
Perbandingan Metode SOM/Kohonen dengan ART 2 pada Data Mining Perusahaan Retail
Anak Agung Gede Bagus Ariana, I Ketut Gede Darma Putra, Linawati
Perancangan Jaringan Fiber To The Home (FTTH) Menggunakan Teknologi Gigabyte Passive Optical Network (GPON) pada Mall Park23 Tuban
I Putu Gede Yudha Pratama, G.Sukadarmika, P.K.Sudiarta
Analisis Unjuk Kerja Convolutional Code pada Sistem MIMO MC-DSSS Melalui Kanal Rayleigh Fading
Kadek Agus Mahabojana Dwi Prayoga, N.M. Ary Esta Dewi W, I.G.A.K Diafari Djuni
Implementasi Pengendali Logika Fuzzy pada Navigasi Robot Penjejak Dinding
Gunawan Dewantoro, Deddy Susilo, Prabata Pideksa Adi
Audit Infrastruktur Aplikasi Pelayanan Publik Pemerintah Kota Denpasar
Tjokorda Istri Ratih Kumbara Dewi, Linawati, I Made Oka Widyantara
Estimator Parameter Tegangan Jaringan Tiga Fasa Berbasis D-SOGI PLL
Iwan Setiawan, Mochammad Facta, Ardyono Priyadi, Mauridhi Hery Purnomo
Analisis Pemasangan Filter Pasif untuk Menanggulangi Distorsi Harmonisa Terhadap Beban non Linier di PT.Wisesa Group
I Wayan Wahyu Adi Merta, I Gusti Ngurah Janardana, I Wayan Arta Wijaya
Analisis Penataan Sel Untuk Layanan Sistem WCDMA di Area Jalan Tengah I Kerobokan
Ketut Alit Sukertha Winaya, Gede Sukadarmika, Linawati
Studi Analisis Pengaruh Model Sudu Turbin Terhadap Putaran Pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
Donny Christiawan, Lie Jasa, Yanu Prapto Sudarmojo
Studi Pengaruh Pemasangan NGR 40 Ohm pada Uprating Transformator 2 GI Gianyar Terhadap Gangguan Hubung Singkat 1 Phasa Tanah
I.K.A.S.Darma,I.G.D.Arjana,A.A.G.M.Pemayun
Pemansangan DGR (Directional Ground Relay) untuk Mengatasi Gangguan Sympathetic Trip pada GIS Bandara Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II
I Nyoman Upanayana, I Gede Dyana Arjana, I Wayan Arta Wijaya
Vol. 16 No. 2 Mei - Agustus 2017 P-ISSN: 1693-2951. e-ISSN: 2503-2372
Diterbitkan oleh :
PROGRAM STUDI M AGI STER
TEK NIK ELEK TRO
Universitas Udayana Bali
SUSUNAN DEWAN REDAKSI
MAJALAH ILMIAH TEKNOLOGI ELEKTRO
Penanggung Jawab
Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT. PhD.
Advisory Board
Ir. Linawati, M.Eng, M.Eng.Sc, Ph.D. Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti,ST, MSc, PhD.
Editor-in-Chief
Dr. Ir. Lie Jasa, MT.
Managing Editor
Dr. Ir. I Made Oka Widyantara, MT.
Editorial Board
Prof. Ir. I A Dwi Giriantari, M.Eng,Sc, PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Prof. Dr. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT, Teknik Elektro, UNUD, Bali. | Prof. Dr. Ir. Ontoseno Penangsang, Teknik Elektro ITS, Surabaya. | Prof. Dr. I Ketut Darma Putra, SKom, MT, Teknologi Informasi UNUD, Bali. | Wayan Gede Ariastina,ST, M.EngSc, PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Ir. Linawati, M.Eng, M.Eng.Sc, Ph.D. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Made Ginarsa,ST, MT, Teknik Elektro UNRAM, Mataram. | Dr. Nyoman Putra Sastra,ST, MT. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Drs. I Nyoman Sukajaya, MT. Matematik, GANESHA, Singaraja, Bali. | Dr. Kalvein Rantelobo, ST, MT, Teknik Elektro, UNDANA, Kupang. | Ratna Ika Putri,ST, MT, Teknik Elektro, Politekni Negeri Malang, Malang. | Cahyo Darujati, S.Kom, MKom, Sistem Komputer NAROTAMA, Surabaya. | Dr. Ir. Ingrid Nurtanio, MT, Teknik Elektro, UNHAS, Makasar. | Dr. Iwan Setiawan, ST. MT, Teknik Elektro, UNDIP, Semarang. | Dr. Ing. Setyawan Purnomo Sakti, M.Eng. Teknik Fisika, UNIBRAW, Malang. | Dr. Ir. Dian Retno Sawitri, MT. Teknik Elektro, UDINUS, Semarang. | Dr. Ir. Ruri Suko Basuki, M.Kom. Sistem Komputer, UDINUS, Semarang. | Dr. M Arif Soeleman, M.Kom. Teknik Informatika, UDINUS, Semarang. | Dr. Purwoharjono, ST.,MT. Teknik Elektro UNTAN, Pontianak | Dr. Lilik Anifah, ST., MT. Teknik Elektro UNESA, Surabaya, | Dr. Radi, STP., M.Eng, Teknik Pertanian dan Biosistem, UGM. Yogyakarta.
Reviewer
Prof. Dr. Ir. Ontoseno Penangsang, Teknik Elektro ITS, Surabaya. | Prof. Dr. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT, Teknik Elektro, UNUD, Bali. | Prof. Dr. Ir. Achmad Jazidie, Teknik Elektro ITS, Surabaya. |Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari,M.Eng,Sc. PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Prof. Dr. I Ketut Darma Putra, SKom, MT, Teknologi Informasi UNUD, Bali. |Wayan Gede Ariastina,ST, M.EngSc, PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. |Dr. Ir. Lie Jasa, MT. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Ir. I Wayan Sukerayasa, MT. Teknik Elektro UNUD, Bali. |I Nyoman Satya Kumara, ST. MSc,PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Nyoman Pramaita, ST, MT, PhD, Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Ir. IB Alit Swamardika,M.Erg, Teknik Elektro UNUD, Bali. | Ir. Linawati, M.Eng,
M.Eng.Sc, Ph.D. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Ir. Made Sudarma, MASc. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Gede Sukadarmika, ST. MSc. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Made Ginarsa,ST, MT, Teknik Elektro UNRAM, Mataram. | IGA Putu Raka Agung, ST, MT. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Nyoman Putra Sastra,ST, MT. Teknik Elektro UNUD, Bali. | I Nyoman Satya Kumara, ST. MSc,PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti,ST, MSc, PhD. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Dr. Drs. I Nyoman Sukajaya, MT. Matematik, GANESHA, Singaraja, Bali. | Dr. Kalvein Rantelobo, ST, MT, Teknik Elektro, UNDANA, Kupang. | Ratna Ika Putri,ST, MT, Teknik Elektro, Politekni Negeri Malang, Malang. | Dr. Dewa Made Wiharta,ST,MT. Teknik Elektro UNUD, Bali. | Cahyo Darujati, S.Kom, MKom, Sistem Komputer NAROTAMA, Surabaya. | Dr. Ir. Ingrid Nurtanio, MT, Teknik Elektro, UNHAS, Makasar. | Dr. Iwan Setiawan, ST. MT, Teknik Elektro, UNDIP, Semarang. | Dr. Ing. Setyawan Purnomo Sakti, M.Eng. Teknik Fisika, UNIBRAW, Malang. | Dr. Ir. Dian Retno Sawitri, MT. Teknik Elektro, UDINUS, Semarang. | Dr. Ir. Ruri Suko Basuki, M.Kom. Sistem Komputer, UDINUS, Semarang. | Dr. M Arif Soeleman, M.Kom. Teknik Informatika, UDINUS, Semarang. | Dr. Purwoharjono, ST.,MT. Teknik Elektro UNTAN, Pontianak | Dr. Ramadoni Syahputra, ST., MT. Teknik Elektro UMY, Yogyakarta, | Dr. Lilik Anifah, ST., MT. Teknik Elektro UNESA, Surabaya, | Dr. Radi, STP., M.Eng, Teknik Pertanian dan Biosistem, UGM. Yogyakarta. | Komang Oka Saputra, ST., MT.,Ph.D Teknik Elektro UNUD, Bali. |
Alamat Redaksi
PROGRAM STUDI MAGISTER
TEKNIK ELEKTRO
Universitas Udayana Bali email :
jteudayana@gmail.com | miteudayana@gmail.com |liejasa@unud.ac.id Telp./Fax : 0361 239599
Di Index oleh :
Google Scholar | IPI | DOAJ | EBSCO | One Search | Base | OAJI | ARI |
SHERPA/RoMEO |JournalTOCs
Anggota dari :
turnitin
MAJALAH ILMIAH
TEKNOLOGI ELEKTRO
Vol. 16 No. 2 Mei – Agustus 2017
P-ISSN : 1693-2951, e-ISSN : 2503-2372
Metode Contrast Stretching untuk Perbaikan Kualitas Citra pada Proses Segmentasi Video
I Made Dwi Putra Asana, I Made Oka Widyantara, NMAED Wirastuti, Ida Bagus Putu Adnyana………. 1-6
Optimasi Pemasangan dan Kapasitas Kapasitor Shunt Pada Jaringan Distribusi Penjulang Menjangan
Chandra Wimar Tono Manurung, I Wayan Sukerayasa, Rukmi Sari Hartati………... 7-12
Studi Analisis Kapasitas Pengaman Kopel dalam Mensuplai Daya di Bandara Internasional Ngurah Rai Saat Hilangnya Suplai Daya Dari Penyulang Gayatri atau Penyulang Bandara
I.G.A.Yoga Armika , I.G. Dyana Arjana , I.W. Rinas……….. 13-19 Studi Analisa Koordinasi Relai GFR Incoming Busbar 20 kV dan GFR Saluran Dalam
Mengamankan Gangguan Satu Phasa Ketanah di Transformator 3 Gardu Induk Kapal
I Gede Krisnayoga Kusuma, I Gede Dyana Arjana, I Wayan Arta Wijaya………. 20-24
Evaluasi Layanan Broadband Campus Dengan Menggunakan Framework COBIT 4.1
Fajar Tri Prabowo, NMAE Dewi Wirastuti, I Nyoman Satya Kumara……….……….. 25-30
Studi Pengelolaan Energi Listrik Di Perusahaan Pengolahan Daging PT. SOEJASCH BALI
H N Pratama, R S Hartati, I N S Kumara………..……….. 31-36
Studi Analisis Koordinasi Over Current Relay (OCR) dan Ground Fault Relay (GFR) pada Recloser di Saluran Penyulang Penebel I D.G.Agung Budhi Udiana, I G.Dyana Arjana,
Tjok. Gede Indra Partha……….. 37-42
Merancang dan Mengimplementasi Modul Praktikum Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana
Achmad Bahri, Lie Jasa, Yanu Prapto Sudarmojo……….. 43-47 Rancang Bangun Pemodelan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Menggunakan
Kincir Overshot Wheel I Wayan Budiarsana Saputra, Antonius Ibi Weking, Lie Jasa……… 48-54
Perbandingan Metode SOM/Kohonen dengan ART 2 pada Data Mining Perusahaan Retail
Perancangan Jaringan Fiber To The Home (FTTH) Menggunakan Teknologi Gigabyte Passive Optical Network (GPON) pada Mall Park23 Tuban I Putu Gede Yudha Pratama, G.Sukadarmika,
P.K.Sudiarta……….……….……… 60-65
Analisis Unjuk Kerja Convolutional Code pada Sistem MIMO MC-DSSS Melalui Kanal Rayleigh Fading Kadek Agus Mahabojana Dwi Prayoga, N.M. Ary Esta Dewi W,
I.G.A.K Diafari Djuni………..…... 66-71
Implementasi Pengendali Logika Fuzzy pada Navigasi Robot Penjejak Dinding
Gunawan Dewantoro, Deddy Susilo, Prabata Pideksa Adi………..………. 72-77
Audit Infrastruktur Aplikasi Pelayanan Publik Pemerintah Kota Denpasar
Tjokorda Istri Ratih Kumbara Dewi, Linawati, I Made Oka Widyantara………..…….. 78-83
Estimator Parameter Tegangan Jaringan Tiga Fasa Berbasis D-SOGI PLL
Iwan Setiawan, Mochammad Facta, Ardyono Priyadi, Mauridhi Hery Purnomo……….. 84-87
Analisis Pemasangan Filter Pasif untuk Menanggulangi Distorsi Harmonisa Terhadap
Beban non Linier di PT.Wisesa Group I Wayan Wahyu Adi Merta, I Gusti Ngurah Janardana,
I Wayan Arta Wijaya……….…. 88-94
Analisis Penataan Sel Untuk Layanan Sistem WCDMA di Area Jalan Tengah I Kerobokan
Ketut Alit Sukertha Winaya, Gede Sukadarmika, Linawati………..… 95-103
Studi Analisis Pengaruh Model Sudu Turbin Terhadap Putaran Pada Pembangkit Listrik
Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Donny Christiawan, Lie Jasa, Yanu Prapto Sudarmojo…………... 104-111 Studi Pengaruh Pemasangan NGR 40 Ohm pada Uprating Transformator 2 GI Gianyar Terhadap
Gangguan Hubung Singkat 1 Phasa Tanah I.K.A.S.Darma,I.G.D.Arjana,A.A.G.M.Pemayun…..…. 112-117
Pemansangan DGR (Directional Ground Relay) untuk Mengatasi Gangguan Sympathetic Trip pada GIS Bandara Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II I Nyoman Upanayana,
Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus 2017 43
Achmad Bahri: Merancang Dan Mengimplementasi Modul … p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372
Merancang dan Mengimplementasi Modul Praktikum
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Jurusan Teknik
Elektro dan Komputer Universitas Udayana
Achmad Bahri
1, Lie Jasa
2, Yanu Prapto Sudarmojo
3Abstract— This research aims to design an experimental
module of micro-hydro power plant then implement those modules by arranging practical instructions and perform the measurement. Measurement data in the discussion of this final project was obtained from lab prototype Micro Hydro Power (MHP) is in the design. Measurements were made using three different types of turbines, turbine blade is a semi-circular, triangular blade turbine, and the turbine blade fins. The measurement results are discussed and analyzed by using formulas and computer programs Ms. Excel. Measurement procedures in lab MHP is designed to determine principle of working prototypes of MHP by measuring Currents (I), Voltage (V), Power (P), Water Discharge (Q), Round Turbine (nt), and Round Generator (ng) with angle nozzle 100, 150, 200, 250, 300, 350, and 400 for each experiment, with three kinds type of turbine
blades, and can determine the efficiency and regulation. Based on measurement results of the MHP prototype has been designed, the efficiency of turbine on each blade reaches its highest point at an angle of 300. On the corner, the efficiency of the turbine blade semicircle at 0.26, triangular blade turbine 0.46 and fin blade turbine efficiency at 0.38. So from these three types of turbine blades, turbine efficiency level of the most well based on measurements of the prototype has been designed is a triangular blade turbine efficiency value 0.46 or 46%.
Intisari
—
Penelitian ini bertujuan untuk merancang suatumodul praktikum PLTMH kemudian mengimplementasi modul tersebut dengan menyusun petunjuk-petunjuk praktikum serta melakukan pengukuran. Data hasil pengukuran dalam pembahasan didapatkan dari prototipe praktikum Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) yang di desain. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan tiga jenis turbin, yaitu turbin sudu setengah lingkaran, turbin sudu segitiga, dan turbin sudu sirip. Hasil pengukuran tersebut dibahas dan dianalisis dengan menggunakan rumus dan program komputer Ms. Excel. Prosedur pengukuran dalam praktikum PLTMH dirancang untuk mengetahui prinsip kerja prototype PLTMH dengan mengukur Arus (I), Tegangan (V), Daya (P), Debit Air (Q), Putaran Turbin (nt), dan Putaran Generator (ng) dengan sudut nozzle 100, 150, 200, 250, 300, 350, dan 400 untuk setiap percobaan, dengan tiga macam jenis sudu turbin, serta dapat menentukan efisiensi dan regulasinya.
Berdasarkan hasil pengukuran dari prototype PLTMH yang telah dirancang, efisiensi turbin pada masing-masing sudu mencapai titik tertinggi pada sudut 300. Pada sudut tersebut, efisiensi turbin sudu setengah lingkaran sebesar 0.26, turbin sudu segitiga sebesar 0.46 dan efisiensi turbin sudu sirip sebesar 0.38. Sehingga dari ketiga jenis sudu turbin tersebut, tingkat efisiensi turbin yang paling baik berdasarkan hasil pengukuran dari prototype yang telah dirancang adalah turbin sudu segitiga yang nilai efisiensinya sebesar 0.46 atau 46%.
Kata Kunci— PLTMH, Prosedur Praktikum, Sudu Turbin,
Efisiensi.
I. PENDAHULUAN
Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana mempunyai 114 mata kuliah dan 10 mata kuliah praktikum. Dengan mempelajari ilmu dari teori, mahasiswa juga diajarkan dalam hal praktikum. Hal tersebut dilakukan agar mahasiswa tidak hanya mempelajari ilmu di kelas saja, akan tetapi di terapkan di Laboratorium dengan sistem praktikum agar ilmu yang diajarkan dapat langsung diterapkan.
Terdapat tujuh laboratorium di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana, yaitu Lab. Workshop dan Instalasi Listrik, Lab. Teknik Digital dan Mikroprosesor, Lab. Dasar Teknik Elektro, Lab. Sistem Telekomunikasi, Lab. Konversi Energi, Lab. Teknik Kendali, Lab. Riset Manajemen Energi Listrik, dan Lab. Komputer. Namun sejauh ini belum terdapat kurikulum yang mengajarkan tentang energi terbarukan atau energi alternatif, dengan kata lain jurusan Teknik Elektro dan Komputer perlu disusun suatu kurikulum terkait dengan hal tersebut.
Dalam penelitian ini, penulis membuat suatu modul praktikum Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) sebagai bahan ajar untuk mahasiswa di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana. Dalam modul ini, penulis ingin membuat suatu pemahaman mendalam tentang PLTMH yang di tunjang dengan suatu praktikum, praktikum tersebut berisi tentang pemahaman prinsip kerja, sistem pengukuran serta regulasi lainnya.
II. MODUL PRAKTIKUM MIKRO HIDRO A. Teori Dasar Aliran
Air yang mengalir mempunyai energi yang dapat digunakan untuk memutar roda turbin, karena itu pusat-pusat tenaga air dibangun di sungai dan didaerah pengunungan. Pusat tenaga air tersebut dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu pusat tenaga air tekanan tinggi dan pusat tenaga air
1
Mahasiswa, Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana, Perum Puri Jimbaran Bali(Hp: 085718826816; telp: -; e-mail:achmadbahray@gmail.com)
2, 3
Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana, Jalan Kampus Bukit Jimbaran 80361 INDONESIA (telp: 703315; fax: 0361-4321)
44
Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus 2017ISSN 1693– 2951 Achmad Bahri: Merancang Dan Mengimplementasi Modul … tekanan rendah. Dengan menggunakan pipa, air tersebut
dialirkan ke rumah pusat tenaga, yang dibangun dibagian bawah bendungan, dan didalam rumah tersebut telah dipasang sebuah nozzle, lewat nozzle itulah air akan menyemprot ke luar dan memutar roda turbin, kemudian air tersebut dibuang ke sungai. Diperlukan jumlah air yang konstan untuk memutar turbin air, sehingga putaran generator juga konstan [1]. Dari selisih tinggi permukaan air atas dan permukaan air bawah terdapat tinggi air jatuh (h). Dengan menggunakan rumus-rumus mekanika fluida, daya turbin, luas penampang lintang saluran dan dimensi bagian-bagian turbin lainnya serta bentuk energi dari aliran air dapat ditentukan. [2]
1) Perhitungan Debit Air: Debit merupakan salah satu
parameter penting dalam perencanaan PLTMH. Ukuran debit air akan menentukan besarnya energi yang mampu dihasilkan. Untuk menghitung debit air yang mengalir, digunakan rumus :
=
ℎ
2) Tinggi Jatuh Air (Head): Untuk mendapatkan tinggi
jatuh air (ℎ) dilakukan pengukuran dengan menggunakan metode water-filled tube dimana diukur dari permukaan air atas pada nozzel hingga air menyentuh sudu pada runner turbin. Sehingga tinggi jatuh air pada prototype PLTMH didapatkan sebesar 0,6 meter.
3) Perhitungan Daya Input (Pin): Setelah diperoleh
besarnya debit dan head, maka dapat ditentukan besarnya daya input (Pin) yang dihasilkan dengan rumus [3]:
Pin = ρ . Q . g . h
Dimana:
Pin = Daya input (Watt)
ρ = Massa jenis air (1000 kg/m3) Q = Debit air (m3/s)
g = Gravitasi (9,81 m/s2) h = Tinggi jatuh air (m)
4) Daya Output Generator (Pout): Daya output
generator dihitung berdasarkan perkalian antara tegangan dan arus yang diukur menggunakan alat yaitu multimeter. Secara matematis, daya output dirumuskan sebagai berikut [4]:
Pout = V.I Dimana:
Pout = Daya keluar (Watt) V = Tegangan (Volt) I = Arus (A)
5) Perhitungan Efisiensi Masing – Masing Turbin:
Efisiensi dihitung dengan membagi daya yang keluar dari generator dengan daya masuk, atau secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut [5]:
ᶯ =
B. Mikro Hidro
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan air sebagai sumber penggerak utamanya serta kapasitas dari PLTMH tidak melebihi 100 kW [6]. Dari segi teknologi, PLTMH dipilih
karena konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang. Secara ekonomis, biaya operasi investasinya cukup bersaing dengan pembangkit listrik lainnya. Secara sosial, PLTMH mudah diterima oleh masyarakat luas. PLTMH biasanya dibuat dalam skala desa di daerah-daerah terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Tenaga air yang digunakan dapat berupa aliran air pada sistem irigasi, sungai yang di bendung atau air terjun. [7]
Gambar 1: Simulasi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
III. METODE PERANCANGAN
Secara sistematik alur penelitian dapat dilihat seperti pada Gambar 2.
Gambar 2: Alur Penelitian
A. Merancang Modul Praktikum PLTMH
Modul praktikum dirancang berdasarkan acuan dari hasil prototype PLTMH yang telah dibuat, terkait dengan tujuan praktikum, sistem pengukuran serta sistem parameter yang dapat diukur.
1) Tujuan Praktikum
a) Mengetahui prinsip kerja dari prototipe PLTMH. b) Mengukur I, V, P, Q, nt, ng dengan sudut nozzle 100,
150, 200, 250, 300, 350, dan 400 untuk setiap percobaan, dengan tiga macam jenis sudu turbin. c) Menentukan efisiensi dan regulasi dari modul
PLTMH 2) Alat – Alat
a) Multimeter b) Manometer
Mulai
Merancang Modul Praktikum PLTMH
Selesai
Mengoperasikan dan Melakukan Pengukuran
Hasil
Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus 2017 45
Achmad Bahri: Merancang Dan Mengimplementasi Modul … p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372 c) Tachometer
d) Stopwatch e) Bejana
B. Mengoperasikan dan Melakukan Pengukuran
Sebelum percobaan dengan tiga jenis sudu turbin, hal yang terlebih dahulu dihitung adalah debit air. Debit air dihitung dengan mengisi bejana dengan air yang mengalir dari nozzle dan hitung waktu yang diperlukan untuk memenuhi bejana dengan stopwatch dan catat hasil pengukuran.
Setelah menghitung debit air, selanjutnya percobaan dilakukan dengan tiga jenis sudu turbin, yaitu sudu setengah lingkaran, sudu segitiga, dan sudu sirip. Percobaan pada masing-masing jenis sudu, dilakukan dengan mengatur sudut nozzlenya sebesar 100, 150, 200, 250, 300, 350, dan 400. Pengukuran dilakukan untuk masing-masing jenis sudu dengan posisi nozzle yang sama serta pengambilan data dilakukan sebanyak 5 kali.
1) Mengatur sudut nozzle sebesar 10o dengan menggunakan sudu turbin setengah lingkaran
2) Mengukur putaran turbin dan generator
a) Jalankan alat b) Siapkan tachometer
c) Pasang tachometer pada poros pully turbin dan
poros pully generator
d) Baca dan catat hasil pengukuran pada tabel 1
3) Mengukur tekanan air
a) Baca hasil pada manometer yang terpasang b) Catat hasil pengukuran pada tabel 1
4) Mengukur tegangan
a) Siapkan multimeter
b) Pasang multimeter pada output tegangan generator c) Baca dan catat hasil pengukuran pada tabel 1
5) Mengukur arus
a) Siapkan multimeter
b) Pasang beban pada output tegangan generator c) Ukur arus dengan multimeter
d) Baca dan catat hasil pengukuran pada tabel 1
6) Lakukan langkah yang sama seperti di atas dengan mengatur sudut nozzle sebesar 150, 200, 250, 300, 350, dan 400.
Lakukan keseluruhan langkah di atas pada jenis sudu turbin berbeda yaitu turbin sudu segitiga dan turbin sudu sirip.
TABEL 1
HASIL PENGUKURAN PRAKTIKUM
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Prototipe PLTMH
Berdasarkan hasil prototipe yang telah dirancang untuk melakukan praktikum PLTMH, maka pengukuran yang dapat dilakukan menggunakan alat ukur yaitu mengukur tekanan air
Gambar 3: Hasil Prototipe PLTMH
(Manometer), putaran turbin (Tachometer), putaran generator (Tachometer), tegangan (Multimeter), dan arus (Multimeter).
B. Hasil Pengukuran
1) Perhitungan Debit Air: Dalam pengukuran, volume
bejana yang digunakan sebesar 3,8 Liter atau 0,0038 m3, dengan waktu yang diperlukan untuk memenuhi bejana yaitu 37,44 Detik. Sehinggal debit air yang mengalir dapat dihitung sebagai berikut :
=0,0038 37,44 = 0,0001 m3
/s
Jadi, debit air yang dihasilkan sebesar 0,0001 m3/s
2) Tinggi Jatuh Air (Head): Untuk mendapatkan tinggi
jatuh air (ℎ) dilakukan pengukuran dengan menggunakan metode water-filled tube dimana diukur dari permukaan air atas pada nozzel hingga air menyentuh sudu pada runner turbin. Sehingga tinggi jatuh air pada prototype PLTMH didapatkan sebesar 0,6 meter.
3) Perhitungan Daya Input (Pin): Berdasarkan rumus,
maka besarnya daya input yang dihasilkan dapat di hitung sebagai berikut :
Pin = 1000 . 0,0001 . 9,81 . 0,6 = 0,588 Watt
4) Daya Output Generator (Pout): Daya output
generator dihitung berdasarkan perkalian antara tegangan dan arus yang diukur menggunakan alat yaitu multimeter.
Besarnya daya keluaran dari generator pada masing-masing jenis turbin dapat dilihat pada tabel 2.
TABEL 2
HASIL PENGUKURAN DAYA OUTPUT No
Sudut Nozze l
Sudu Setengah
Lingkaran Sudu Segitiga Sudu Sirip
V I Pout V I Pout V I Pout
1 100 0.2 1 0.06 0.01 0.20 0.06 0.01 0.20 0.06 0.01 2 150 0.3 2 0.08 0.03 0.31 0.07 0.02 0.24 0.07 0.02 3 200 0.6 8 0.10 0.07 0.66 0.10 0.07 0.73 0.08 0.06 4 250 1.0 4 0.12 0.13 1.30 0.14 0.18 1.30 0.09 0.12 5 300 1.1 0.13 0.15 1.70 0.16 0.27 1.60 0.14 0.22 No. Sudut Nozzle Tekanan Air (kg/cm2) Tanpa
Beban Berbeban (Lampu 3 Watt)
V (V) V (V) I (A) P (W) Q RPM Max ng nt
46
Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus 2017ISSN 1693– 2951 Achmad Bahri: Merancang Dan Mengimplementasi Modul …
5
6 350 1.1
0 0.11 0.12 1.60 0.13 0.21 1.50 0.11 0.17
7 400 0.0
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5) Perhitungan Efisiensi Masing – Masing Turbin:
Perhitungan efisiensi pada masing-masing sudu turbin di tampilkan pada tabel 3.
TABEL 3
EFISIENSI MASING-MASING SUDU TURBIN No. Sudut
Nozzel
Efisiensi Sudu Setengah
Lingkaran Sudu Segitiga Sudu Sirip
1 100 0.02 0.02 0.02 2 150 0.04 0.04 0.03 3 200 0.12 0.11 0.09 4 250 0.22 0.30 0.20 5 300 0.26 0.46 0.38 6 350 0.20 0.35 0.29 7 400 0.00 0.00 0.00
Gambar 4: Perbandingan Efisiensi Tiga Sudu Turbin
Batas maksimal efisiensi pada turbin sebesar 100% atau 1. Berdasarkan hasil pengukuran dari prototype PLTMH yang telah ada, efisiensi turbin pada masing-masing sudu mencapai titik tertinggi pada sudut 300. Pada sudut tersebut, efisiensi turbin sudu setengah lingkaran sebesar 0.26, turbin sudu segitiga sebesar 0.46 dan efisiensi turbin sudu sirip sebesar 0.38. Sehingga dari ketiga jenis sudu turbin tersebut, tingkat efisiensi turbin yang paling baik berdasarkan hasil pengukuran dari prototype yang telah ada adalah turbin sudu segitiga yang nilai efisiensinya sebesar 0.46 atau 46%.
Nilai efisiensi pada sudut 150, untuk turbin sudu setengah lingkaran memiliki nilai efisiensi paling tinggi, kemudian turbin sudu segitiga dan turbin sudu sirip yang memiliki nilai efisiensi paling rendah. Perubahan nilai tinggi efisiensi setiap sudut berbeda-beda, dikarenakan jenis sudu masing-masing turbin memiliki kharakteristik sudu yang berbeda.
Pada sudut 300, diketahui bahwa nilai efisiensi setiap turbin mencapai titik tertinggi, sedangkan lebih dari 300, nilai efisiensinya berkurang. Berkurangnya efisiensi turbin pada sudut 350 disebabkan karena jatuh air dari nozzle tidak
Gambar 5: Sudut Nozzle 350 dan 400 Terhadap Turbin
sepenuhnya mengenai sudu turbin, sehingga turbin tidak terdorong dengan sempurna. Sedangkan pada sudut 400 jatuh air dari nozzle tidak mengenai sudu turbin sama sekali, artinya turbin tersebut tidak ada dorongan air untuk membuatnya berputar.
Gambar 6: Hubungan Sudut Nozzle Terhadap Putaran Turbin Masing-Masing Sudu
V. KESIMPULAN
Modul praktikum dirancang berdasarkan acuan dari hasil
prototype PLTMH yang telah ada. Untuk
mengimplementasikan modul praktikum PLTMH maka disusunlah petunjuk – petunjuk praktikum dengan mengacu pada pengukuran yang dapat dilakukan dengan prototype PLTMH tersebut.
Prosedur pengukuran dalam praktikum PLTMH dirancang untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja prototype dengan parameter yang dapat diukur yaitu Arus (I), Tegangan (V), Daya (P), Debit Air (Q), Putaran Turbin (nt), dan Putaran Generator (ng) dengan sudut nozzle 100, 150, 200, 250, 300, 350, dan 400 untuk setiap percobaan, dengan tiga macam jenis sudu 0.02 0.03 0.09 0.20 0.38 0.29 0.00 0.02 0.038 0.11 0.30 0.46 0.35 0.02 0.04 0.12 0.22 0.26 0.20 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 10˚ 15˚ 20˚ 25˚ 30˚ 35˚ 40˚ S. Sirip S. Segitiga S. Setengah Lingkaran 37 49 80 120 152 114 0 97 135 192 219 287 201 0 32 39 52 62 123 92 0 0 50 100 150 200 250 300 350 10˚ 15˚ 20˚ 25˚ 30˚ 35˚ 40˚ S. Segitiga S. Setengah Lingkaran S. Sirip
Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus 2017 47
Achmad Bahri: Merancang Dan Mengimplementasi Modul … p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372
Gambar 7: Hubungan Sudut Nozzle Terhadap Putaran Generator Masing-Masing Sudu Turbin
Gambar 8: Perbandingan Sudut Terhadap Daya Output
turbin yang berbeda, serta dapat menentukan efisiensi dan regulasinya. Dalam penelitian ini, efisiensi turbin pada masing – masing sudu dari sudut 100 sampai 300, nilai efisiensinya terus naik mencapai titik tertinggi pada sudut 300. Sedangkan pada sudut 350 dan 400, nilai efisiensi pada masing – masing jenis sudu turbin berkurang.
Berkurangnya nilai efisiensi turbin pada sudut 350 disebabkan karena jatuh air dari nozzle tidak sepenuhnya mengenai turbin, sehingga air tidak dapat mendorong turbin untuk berputar sempurna. Dan pada sudut 400 jatuh air dari nozzle tidak mengenai sudu turbin sama sekali, artinya turbin tersebut tidak ada dorongan air untuk membuatnya berputar.
REFERENSI
[1] Jasa, L., “Mengatasi Krisis Energi Dengan Memanfaatkan Aliran Pangkung Sebagai Sumber Pembangkit Listrik Alternatif”. Bali: Universitas Udayana. 2010.
[2] Jasa, L., Ardana, P., Setiawan, I. N. Usaha Mengatasi Krisis Energi Dengan Memanfaatkan Aliran Pangkung Sebagai Sumber Pembangkit Listrik Alternatif Bagi Masyarakat Dusun Gambuk –Pupuan, Tabanan. in Proceding Seminar Nasional Teknologi Industri XV, ITS, Surabaya, pp. B0377–B0384, 2011
[3] Weking, dkk., Modul Simulasi Kontrol Hidro Power Untuk Praktikum Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Udayana, 2015.
[4] Djiteng, M., Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Erlangga, 2005. [5] Djiteng, M.,Operasi Sistem Tenaga Listrik, Yogyakarta: Graha Ilmu,
2006.
[6] Suparyawan, D, P, D., Studi Perencanaan Pembangkit Listrik Mikrohidro Di Desa Sambangan Kabupaten Bulelen Bali. Bali: Universitas Udayana.2013.
[7] Larasakti, dkk. “Pembuatan dan Pengujian Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Turbin Banki Daya 200 Watt”. Makasar: Universitas Hasanudin, 2012. 231 309 522 818 997 748 0 187 352 489 644 718 511 0 208 227 323 382 752 511 0 0 200 400 600 800 1000 1200 10˚ 15˚ 20˚ 25˚ 30˚ 35˚ 40˚ S. Segitiga S. Setengah Lingkaran S. Sirip 0.01 0.03 0.07 0.13 0.15 0.12 0.01 0.02 0.07 0.18 0.27 0.21 0.01 0.02 0.06 0.12 0.22 0.17 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 10˚ 15˚ 20˚ 25˚ 30˚ 35˚ 40˚ S. Setengah Lingkaran S. Segitiga S. Sirip
