BAB III. yang dihasilkan dari pembangkit tersebut. PLTA menghasilkan energi listrik yang besar

(1)

BAB III

KEBUTUHAN DAN PERALATAN PLTMH

3.1 Skema pembangkit PLTMH dan PLTA

Sebelum mengetahui apa saja peralatan yang digunakan untuk membangun

sebuah PLTMH, harus diketahui skema, sistem dan layout bagaimana energi listrik dapat

dihasilkan. Pada umumnya skema pembangkit listrik tenaga mikro hydro tidak berbeda

jauh dengan PLTA karena prinsip dasarnya adalah memanfaatkan energi yang ada pada

fluida dalam hal ini adalah air baik dari debitnya, kecepatan atau laju alirannya dan

faktor ketinggian dari air tersebut. Yang membedakan adalah besarnya energi listrik

yang dihasilkan dari pembangkit tersebut. PLTA menghasilkan energi listrik yang besar

umumnya listrik yang dihasilkan di atas 1 mega Watt. Sedangkan PLTMH menghasilkan

listrik dibawah 1 mega Watt. Berikut adalah perbedaan skema dari PLTMH dan PLTA.

(2)

TEKNIK MESIN Page 26

Gambar 3.2 Layout PLTMH

Sumber : http://enerbi.co.id/wp-content/uploads/PLTMH-Run-of-river.jpg

(3)

Gambar 3.4 Layout PLTA

Sumber : https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images

Pada gambar di atas terlihat perbedaan antara PLTMH dan PLTA. Sistem yang

digunakan PLTMH sangat sederhana. Sedangkan pada PLTA, sistem yang digunakan

rumit dan banyak peralatan yang dibutuhkan sampai ke pelanggan dikarenakan energi

(4)

3.2 Daerah Aliran Sungai (DAS) dan Waduk

3.2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS)

Sumber energi yang paling utama dari PLTMH adalah fluida dalam hal ini adalah

air. Jika debitnya besar dan laju alirannya tinggi,maka dapat dimanfaatkan untuk

menggerakan sudu-sudu turbin yang terhubung dengan generator dimana energi

potensial dan energi kinetik yang dimiliki fluida tersebut dapat dikonversi menjadi energi

mekanik.

Untuk mendapatkan volume dan laju aliran tersebut maka dibutuhkan suatu aliran

sungai atau dengan membuat sebuah waduk buatan. DAS atau daerah aliran sungai

biasanya banyak dimanfaatkan untuk membuat PLTMH karena sudah terbentuk secara

alami dan banyak terdapat di daerah daerah di pedesaan. Di Indonesia sendiri, PLTMH

mulai banyak diminati karena dapat dibangun dengan biaya yang rendah dan banyaknya

sumber aliran sungai.

Pemilihan DAS harus benar-benar dipastikan bahwa aliran tersebut selalu stabil

dan continue, tidak terpengaruh oleh musim terutama jika musim kemarau. Karena debit

air tersebut akan sangat berpengaruh sekali terhadap energi listrik yang dihasilkan, bersih

dari sampah karena dapat menyumbat aliran air yang akan melewati pipa pesat

(penstock) mengalir ke turbin, dapat menghambat kerja dari turbin sehingga berpengaruh

terhadap listrik yang dihasilkan, dan dapat merusak peralatan-peralatan tersebut.

Gambar.3.5 adalah salah satu sistem PLTMH sederhana yang umum dibuat pada

sekitar daerah aliran sungai dimana laju aliran air yang stabil menuju ke bak penenang,

keluar melalui pipa pesat, dan masuk ke power house untuk menggerakan sudu sudu

(5)

Gambar 3.5 Layout PLTMH tampilan detail dan 3D dengan software Unigraphics

3.2.2 Waduk

Selain aliran sungai yang mengalir secara continue, sumber yang lain untuk

PLTMH adalah dengan membangun waduk buatan. Waduk dibuat untuk menampung air

pada saat curah hujan tinggi bisa berfungsi sebagai saluran pelimpahan dari

(6)

energinya untuk membuat sebuah pembangkit listrik. Tentu saja pembangunan waduk

buatan membutuhkan biaya yang lebih besar. Selain untuk pembangkit tenaga listrik,

waduk tersebut dapat juga dimanfaatkan untuk pengairan dan irigasi. Ada juga waduk

yang sudah terbentuk karena faktor alam atau sudah terbentuk dengan sendirinya.

Gambar 3.6 Waduk buatan di Rusia Sumber : forum.kompas.com

3.3 Bak penenang

Bak penenang dibutuhkan untuk menampung air agar volume yang mengalir ke

turbin dijaga agar selalu stabil sesuai dengan perencanaan, baik pada saat debit air kecil

ketika dimusim kemarau ataupun ketika debit air naik pada saat musim hujan sehingga

energi listrik yang dihasilkan tidak mengalami perubahan yang signifikan. Bak penenang

juga berfungsi sebagai penyaring dari sampah-sampah, menampung sedimen-sedimen

yang ikut terbawa aliran air sehingga tidak menyumbat saluran yang akan masuk ke

(7)

mempengaruhi kerja dari turbin dan generator. Bak penenang umumnya dibuat untuk

PLTMH yang debit airnya selalu berubah- ubah. Contoh bak penenang seperti pada

gambar 3.5 point 2.

3.4 Pipa pesat (penstock)

Peralatan lain dalam perencanaan PLTMH adalah pipa pesat (penstock). Pipa

pesat berfungsi mengalirkan air yang sudah ditampung dalam bak penenang ke turbin.

Dalam pipa pesat inilah energi yang sesungguhnya dioptimalkan. Pemakaian pipa pesat

harus dihitung kekuatannya dan bahan yang digunakan karena dalam pipa pesat ada gaya

yang bekerja dan harus kuat menahan tekanan dan gaya-gaya dari air. Selain itu pipa

pesat juga berfungsi merubah energi pada air.

Beberapa bahan pipa pesat yaitu besi, baja, beton, fiber, baja komposit, polymer,

dll. Faktor perencanaan dan kondisi wilayah juga dapat menentukan jenis bahan apa

yang dipergunakan. Sebagai contoh untuk daerah yang ekstrim dapat digunakan pipa

pesat dengan bahan dari logam atau baja. Karena selain kuat, juga dapat menahan

benturan dan faktor alam serta cuaca sehingga tidak mudah rusak dan pecah. Untuk

daerah yang DAS nya dekat dengan power house atau dengan head rendah, dapat

digunakan pipa pesat dengan bahan polymer seperti pvc.

Untuk menghitung diameter pipa pesat dapat digunakan rumus persamaan

kontinuitas yang telah dibahas pada bab 2. Ketebalan dari pipa pesat perlu

diperhitungkan supaya dapat menahan tekanan dari dalam dan juga tidak terlalu tebal

karena berhubungan dengan biaya dimana jika semakin tebal pipa maka harganya pun

akan semakin mahal. Jadi perlu perhitungan yang spesifik untuk menentukan diameter

(8)

Rumus untuk mencari ketebalan dinding batang pipa :

T = dp/20σtkmat + p…..(3.1)

Akatherm. Basic Calculation

Dimana :

T = Tebal dinding minimum (mm)

p = tekanan dalam pipa (N/m²)

d = diameter luar (m)

σtkmat = Tegangan tekan material (N/m²)

Dalam pemasangan pipa pesat di plant, usahakan meminimalkan tikungan atau

kelokan untuk memaksimalkan energi yang ada pada fluida sehingga energi yang

terbuang (losses) sedikit. Pemasangan pipa pesat yang baik seperti ditunjukan pada

gambar 3.7.

Gambar 3.7 Desain layout pipa pesat Sumber : Hydro penstock (redraw)

(9)

Gambar 3.7.1 adalah contoh pemasangan pipa pesat yang sangat baik dimana

pipa dipasang langsung menuju power house tanpa adanya banyak kelokan pipa

(elbow).

Gambar 3.7.2 adalah contoh pemasangan pipa pesat yang baik jika bagian atas

terlalu curam, filter yang tersumbat dapat menarik udara dalam pipa. Sedikit

kemiringan dapat menjebak sedimen dan partikel-partikel.

Gambar 3.7.3 adalah contoh pemasangan pipa pesat yang cukup, aliran di bagian

atas akan lamban, dibutuhkan pipa yang lebih besar dan kemungkinan keran

dipasang untuk mendapatkan kecepatan aliran untuk mencocokan tingkat di

bagian bawah.

Gambar 3.7.4adalah contoh pemasangan pipa pesat yang kurang baik. Bagian

atas yang miring dapat menjebak sedimen. Udara dapat terjebak di tempat yang

tinggi.Udara perlu dibuang dari tempat yang tinggi.

Untuk jenis turbin dengan head yang tinggi, maka perlu diperhitungkan gaya-gaya

dan losses yang timbul, karena akan berdampak adanya aliran yang tidak stabil

(turbulensi) karena semakin cepatnya aliran air di dalam pipa dan juga kekasaran dari

material pipa. Masalah seperti turbulensi, penurunan energi akibat adanya gesekan antara

air dan dinding pipa juga perlu diperhitungkan agar energi yang dimanfaatkan maksimal.

Sebagian dari perubahan tekanan disebabkan oleh perubahan ketinggian dan

sebagian disebabkan oleh kerugian head yang berkaitan dengan efek gesekan, yang

dinyatakan dalam faktor gesekan. Karena itu kekasaran pada pipa juga dapat

(10)

Tabel 3.1. kekasaran Ekivalen pipa baru [dari Moody (ref.7) dan Colebrook (ref.8)] Jenis pipa Kekasaran Ekivalen, ε (mm)

Baja 0,9 – 9,0

Beton 0,3 – 3,0

Kayu diamplas 0,18 – 0,9

Besi tuang 0,26

Besi galvanisir, tuang 0,15

Besi tempa 0,045

Pipa saluran 0,0015

Plastik, gelas 0,00 ( halus )

Sumber : Mekanika fluida (Bruce R, Donald F, Theodore H)

Tabel 3.1 adalah nilai untuk pipa baru. Jika sudah lama biasanya akan muncul

karat dan korosi pada dinding pipa, maka nilai tersebut akan berubah naik sesuai dengan

kondisi pipa.

Gambar 3.8 Aliran dalam pipa di dekat dinding kasar dan halus Sumber : Mekanika fluida (Bruce R, Donald F, Theodore H) (redraw)

(11)

Penurunan tekanan dan kerugian head dalam sebuah pipa tergantung pada

tegangan geser dinding antara fluida dan permukaan pipa. Sebuah perbedaan antara

aliran laminar dan turbulen adalah bahwa tegangan geser untuk aliran turbulen adalah

fungsi dari kerapatan fluida ρ. Untuk aliran laminar, tegangan geser tidak tergantung

pada kerapatan, sehingga hanya viskositas µ yang menjadi sifat fluida yang penting.

Penurunan tekanan untuk aliran turbulen tunak, tak mampu mampat di dalam pipa

bundar horizontal berdiameter dapat ditulis dengan :

∆p = p.v.d.l.ε.µ.ρ…..(3.2) Mekanika fluida : 2003

Penurunan tekanan pada pipa lurus :

∆p = ε.(l/d).(ρ/2.102).(v2) ….. (3.3)

Penurunan tekanan pada pipa kelokan :

∆p = fr.(ρ/2.105).(v2) …..(3.4)

Dimana :

∆p = Penurunan tekanan (N/m²)

p = Tekanan (N/m²)

v = Kecepatan fluida (m/s)

d = Diameter dalam pipa (m)

(12)

ε = kekasaran ekivalen (m)

µ = viskositas fluida (N.s/m2)

ρ = Densitas fluida (kg/m³)

fr = faktor tahanan pipa belok (sesuai tabel 3.2)

Tabel 3.2. Nilai tahanan pipa belok

(13)

Pada diagram moody gambar 3.9 dapat dilihat bentuk aliran lamianar dan

turbulen dengan faktor kekasaran di dalam sebuah pipa dan jenis pipa yang digunakan.

Gambar 3.9 grafik faktor gesekan sebagai fungsi dari bilangan Reynolds dan kekasaran

relatif pipa bundar-Diagram Moody (data dari ref.7)

Sumber : Mekanika fluida (Bruce R, Donald F, Theodore H)

Untuk aliran laminer dan turbulen terdapat rumus yang berbeda. Sebagai patokan apakah

suatu aliran itu laminer atau turbulen, dipakai bilangan Reynolds:

Re = vd/ µ…..(3.5) Mekanika fluida : 2003

Dimana :

Re = bilangan Reynolds

v = kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa (m/s)

(14)

µ = viskositas fluida (N.s/m2)

untuk Re < 2300, aliran bersifat laminar

untuk 2300 < Re < 4000, aliran bersifat transisi

untuk Re > 4000, aliran bersifat turbulen

3.5 Turbin

Turbin adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah energi kinetik dan

potensial air menjadi energi mekanik atau energi gerak putar lalu dihubungkan dengan

generator untuk membangkitkan energi listrik. Ada banyak jenis turbin yang dipakai

sesuai kebutuhan. Pemilihan jenis turbin disesuaikan dengan head dan tekanan fluida.

Untuk head yang tinggi yang memanfaatkan aliran dan kecepatan fluida umumnya

dipakai turbin jenis pancaran (impuls). Dan untuk head yang rendah memanfaatkan

tekanan lebih, maka umum digunakan turbin reaksi karena adanya aksi dan reaksi pada

fluida yang bertekanan sesuai hukum newton.

3.5.1. Turbin tekanan sama atau pancaran bebas (impuls)

Turbin impuls atau turbin tekanan sama adalah turbin yang memanfaatkan energi

potensial air yang diubah menjadi energi kecepatan pada air dengan memancarkan air

tersebut melalui nozzle yang dipasangkan pada ujung pipa pesat (penstock) yang

diarahkan ke sudu-sudu yang terdapat pada turbin, tekanannya sama dengan tekanan

sekitarnya atau atmosphere. Kecepatan aliran air yang tinggi inilah yang dimanfaatkan

untuk memutar turbin. Yang termasuk dalam jenis turbin ini adalah :

1. Turbin Pelton

Turbin ini umum digunakan dengan memanfaatkan head yang tinggi untuk

mendapatkan kecepatan yang tinggi. Rotor turbin Pelton dilengkapi dengan

(15)

pancaran air dari nozzle, sehingga sudu-sudu akan bergerak. Arah aliran pada

turbin ini bekerja pada arah tangensial. Untuk mendapatkan kecepatan putaran

yang tinggi, turbin ini dapat memakai lebih dari satu nozzle.

Gambar 3.10 Turbin Pelton Sumber : www.Voith.com

(16)

Gambar 3.11 Detail Turbin Pelton Sumber : www.google.com

(17)

2. Turbin Crossflow

Turbin crossflow merupakan salah satu jenis turbin impuls atau juga biasa disebut

turbin osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin

Crossflow. Turbin ini dapat dioperasikan pada debit 20 liter/detik sampai

10m3/detik dan head dikisaran 1

nozzle yang sesuai dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai

sudu-sudu sehingga terjadi konversi energi

mengalir keluar membentur sudu dan memberikan energinya (lebih rendah

dibanding saat masuk) kemudian meninggalkan turbin. Runner turbin terbuat dari

beberapa sudu yang dipasang pada sepasang piringan

turbin ini adalah seperti turbin pleton yaitu hanya sebagian sudu

bekerja membalikan aliran air. Seperti halnya turbin

bekerja pada arah tangensial.

Gambar 3.12

rossflow. Turbin ini dapat dioperasikan pada debit 20 liter/detik sampai

/detik dan head dikisaran 1-200 meter. Turbin crossflow menggunakan

yang sesuai dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai

sudu sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanik. Air

beberapa sudu yang dipasang pada sepasang piringan paralel. Kerjanya roda jala

turbin ini adalah seperti turbin pleton yaitu hanya sebagian sudu

bekerja membalikan aliran air. Seperti halnya turbin Pelton, arah aliran turbin ini

bekerja pada arah tangensial.

Gambar 3.12 Aliran air pada turbin crossflow Sumber : www.google.com

rossflow. Turbin ini dapat dioperasikan pada debit 20 liter/detik sampai

0 meter. Turbin crossflow menggunakan

yang sesuai dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai

menjadi energi mekanik. Air

. Kerjanya roda jalan

turbin ini adalah seperti turbin pleton yaitu hanya sebagian sudu-sudu yang

(18)

Gambar 3.13 Detail Turbin Crossflow Sumber : http://cink-hydro-energy.com

3.5.2 Turbin Reaksi (Tekanan lebih)

Pancaran air yang mengenai dinding akan timbul suatu aksi atau gaya

dorong/tumbukan. Pancaran air ini akan menumbuk dan mendorong dinding, sehingga

dinding tersebut akan bergeser atau berpindah, dan bila dindingnya kuat, maka dinding

akan melawan pancaran air. Arah dari pancaran air tersebut akan belok, dengan demikian

akan ada perubahan besaran air yang bergerak. Turbin jenis ini bekerja atas gabungan

dari kecepatan air dan tekanan. Perbedaan tekanan terjadi pada saluran masuk dan

saluran keluar. Pada turbin jenis ini, sudu sudu gerak berada di dalam air. Yang

(19)

1. Turbin Kaplan

Turbin Kaplan termasuk salah satu turbin tekanan lebih dimana sudu-sudu

penggeraknya terdapat di dalam air atau terendam. Kelebihan turbin ini adalah dapat

dioperasikan pada head yang rendah, dan terdapat sudu pengarah yang dapat

disesuaikan dengan debit air yang tidak stabil. Turbin Kaplan termasuk kelompok

turbin air reaksi jenis baling-baling (propeller), seperti halnya kincir angin yang

diterpa angin maka akan berputar. Pada pemilihan turbin didasarkan pada kecepatan

spesifiknya. Turbin Kaplan ini memiliki kecepatan spesifik tinggi (high spesific

speed). Turbin kaplan bekerja pada kondisi head rendah dengan debit besar head

dibawah 20 meter dan debit di atas 1m3/detik. Makin besar debit air yang mengalir,

akan makin kecil tinggi air jatuh yang dapat dimanfaatkan karena tinggi air

permukaan atas adalah tetap konstan sedangkan kelebihan pada permukaan air bawah

akan naik. Arah aliran air turbin ini adalah bekerja pada arah aksial atau sejajar

dengan poros turbin.

Gambar 3.14 Turbin Kaplan Sumber : www.Voith.com

(20)

Gambar 3.15 AliranTurbin Kaplan Sumber : www.Voith.com 1 2 3 4 5

(21)

2. Turbin Francis

Turbin Francis bekerja juga memakai tekanan lebih. Pada saat air masuk ke roda

jalan, sebagian dari energi tinggi jatuh telah bekerja di dalam sudu pengarah

diubah sebagai kecepatan arus masuk. Sisa energi tinggi jatuh dimanfaatkan di

dalam sudu jalan. Dengan adanya pipa isap memungkinkan energi tinggi jatuh

bekerja di sudu jalan dengan semaksimum mungkin. Turbin yang dikelilingi sudu

pengarah semuanya terbenam dalam air. Daya yang dihasilkan turbin bisa diatur

dengan cara mengubah posisi pembukaan sudu pengarah, dengan demikian

kapasitas air yang masuk ke dalam roda turbin bisa diperbesar atau diperkecil.

Arah aliran air turbin ini adalah bekerja pada arah gabungan dari radial dan

aksial.

Gambar 3.16 AliranTurbin Francis Sumber : www.Voith.com

1 2

3

(22)

Gambar 3.17 Penampang Turbin Francis Sumber : www.Voith.com

3.5.3 Pemilihan tipe turbin

Untuk sudu-sudu yang mempunyai kelengkungan tajam, cocok digunakan pada

tempat yang memiliki head tinggi dan makin rendah headnya, kelengkungan sudu yang

diperlukan makin sedikit. Dari suatu tinggi air jatuh, dapat diperoleh daya spesifik yang

dihasilkan turbin. Kapasitas aliran air menentukan berapa besar diameter pipa pesat yang

akan digunakan didapat dari persamaan kontinuitas. Pada roda turbin gambar 3.18

1 = D1 . π . b1…..(3.5)

(23)

Gambar 3.18 Hubungan antara D1 dan b1 pada perencanaan luas saluran

(24)

3.5.4 Kecepatan putaran turbin

Dalam menentukan kecepatan putaran sedapatnya ditentukan setinggi mungkin,

karena dengan kecepatan putar yang tinggi akan didapat momen puntir (kopel) yang

kecil, poros yang kecil, dan diameter roda turbin yang kecil serta ukuran-ukuran bagian

mesin lainnya kecil terutama generator. Kecepatan keliling yaitu :

u1 = D1.π.n…..(3.6)

Turbin pompa dan kompresor : 1980

Kecepatan keliling akan meningkat dengan semakin besarnya n.

Kecepatan spesifik adalah dasar untuk menentukan besaran-besaran selajutnya.

Jadi untuk mendapatkan tinggi air jatuh yang maksimum, jumlah sudu roda turbin,

perbandingan b/D, randemen yang diharapkan, kondisi turbin dan yang lainnya. Dengan

diketahuinya nilai nq, maka dapat diketahui pula konstruksi turbin keseluruhannya dan

kondisi kerjanya. Kecepatan spesifiq nq dipakai sebagai tanda batasan untuk

membedakan tipe roda turbin dan dipakai sebagai suatu besaran yang penting dalam

merencanakan turbin air.

.

√ ³

._¾…..(3.7)

Turbin pompa dan kompresor : 1980

Dimana :

nq = Kecepatan spesifiq (min-1)

n = Kecepatan putar (rpm) turbin yang ditentukan (1/menit)

Q = Kapasitas air (m3/detik)

(25)

Bila disebutkan maka nq adalah jumlah putaran roda turbin yang bekerja pada

tinggi air jatuh h = 1m dan kapasitas air Q = 1 m3/detik ( dengan jumlah putaran yang

tertentu n/menit). Turbin yang bekerja pada tinggi jatuh air yang berbeda dan kapasitas

air yang berbeda, dan bekerja pada putaran yang telah ditentukan n/menit dan

mempunyai harga nq yang sama, maka turbin tersebut secara bentuk adalah sama/mirip.

Besar ukuran-ukuran pokoknya berbeda, diameter roda turbin berbeda dan lebar rodanya

pun berbeda, tetapi bentuk sudu, sudut sudu pengarah, sudut sudu jalan, perbandingan

diameter roda/lebarnya adalah sama. Selain itu turbin dapat direncanakan untuk

kecepatan putar n yang tertentu, tinggi air jatuh yang sama, kapasitas air sama, tetapi

bekerja dengan tipe sudu yang berbeda. Dari perbedaan roda turbin, meskipun untuk

besarnya daya yang dihasilkan turbin sama, akan memberikan bentuk roda dan kecepatan

spesifik nq yang berbeda pula.

Dalam membuat roda turbin, umumnya membuat desain modelnya, setelah model

tersebut diuji dianalisa sehingga didapat daya dan randemen turbin yang baik, kemudian

dibuat roda turbin yang sesungguhnya dengan menurut model tersebut. Gambar 3.19

adalah penggunaan beberapa jenis turbin sesuai penggunaan, head dan putaran spesifik.

Dalam daerah yang dibatasi dengan garis, terdapat banyak jenis turbin yang dibuat.,

sebetulnya garis tersebut sudah bukan merupakan garis batas lagi. Karena ada turbin

yang titik muatan beban penuhnya (titik pada kondisi beban maksimum turbin) terletak

di bawah atau di atas daerah yang diberi tanda. Titik beban penuh turbin dapat juga

memang terletak di bawah daerah tersebut, bila dari kondisi tempat membutuhkan

(26)

Gambar 3.19 Daerah penggunaan beberapa jenis konstruksi yang berbeda Sumber : www.Voith.com

Tabel 3.3. Efisiensi turbin ( Wiratman ,1975, Rustiati,1996)

No Jenis Turbin Effisiensi (ηt) % head (m)

1. Pelton 89 – 90 300-2000

2. Francis 90 – 94 25-350

3. Cross-Flow 89 – 90 100-1000

4. Kaplan 89 – 91 5-150

(27)

3.6 Generator

Generator adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah energi mekanik

dari turbin menjadi energi listrik untuk dapat dimanfaatkan oleh umat. Terhubung

langsung dengan turbin dalam satu poros, ada pula sambungan antara turbin dan

generator dihubungkan oleh kopling, beberapa ada pula yang menggunakan transmisi

roda gigi. Bagian-bagian generator adalah sebuah lilitan kawat tembaga yang dilapisi

lapisan resistansi agar antara satu kawat tembaga dengan kawat tembaga lainnya tidak

terjadi hubungan yang dapat mengakibatkan generator tidak dapat beroperasi. Kawat

tembaga tersebut melilit sebuah poros diantara baja silicon yang berputar sejajar terhadap

sumbu turbin. Bagian yang berputar ini disebut rotor. Selain itu ada pula bagian lilitan

kawat tembaga yang tidak berputar atau diam menempel pada dinding rumah generator

atau biasa disebut stator.

Gambar 3.20 Penampang sebuah Generator Sumber : Google.com

(28)

3.6.1 Rotor

Rotor adalah bagian non-stasioner motor listrik berputar, pembangkit listrik atau

alternator, yang berputar karena kabel dan medan magnet motor diatur sedemikian rupa

sehingga torsi dikembangkan tentang sumbu rotor. Dalam beberapa desain, rotor dapat

bertindak untuk melayani sebagai dinamo motor, dimana tegangan input diberikan.

Kerugian rotor, bentuk penting dari kerugian daya pada motor induksi, sebagian besar

tapi tidak sepenuhnya proporsional dengan kuadrat slip ( slip perbedaan antara kecepatan

rotasi medan magnet dan rpm aktual rotor pada beban yang diberikan ). Dengan

demikian kerugian rotor dikurangi dengan mengurangi tingkat slip untuk beban yang

diberikan. Hal ini dilakukan dengan meningkatkan massa konduktor rotor ( konduktor

bar dan akhir piring ) atau meningkatkan konduktivitas mereka, dan pada tingkat lebih

rendah dengan meningkatkan jumlah medan magnet di celah udara antara rotor dan

stator. Efisiensi listrik motor dapat ditingkatkan dengan mengganti standar aluminium

konduktor listrik dalam motor rotor dengan tembaga, yang memiliki konduktivitas listrik

yang lebih tinggi.

Gambar 3.21 Rotor Sumber : Google.com

(29)

3.6.2 Stator

Stator merupakan bagian yang diam atau statis pada generator. Perangkat ini

dapat berupa magnet permanen atau elektromagnet. Dimana stator merupakan

elektromagnet, kumparan yang memberikan energi ini dikenal sebagai bidang gulungan

atau gulungan medan. Kumparan dapat berupa tembaga atau aluminium. Untuk

mengurangi kerugian beban di motor, produsen selalu menggunakan tembaga sebagai

bahan melakukan dalam gulungan. Aluminium, karena konduktivitas listrik yang lebih

rendah, mungkin merupakan bahan alternatif dalam motor tenaga kuda fraksional,

terutama ketika motor digunakan untuk jangka waktu yang sangat singkat. Sebuah

alternator AC mampu menghasilkan listrik didaya arus tinggi beberapa kumparan

generasi dihubungkan secara paralel, menghilangkan kebutuhan untuk komutator.

Menempatkan kumparan medan pada rotor memungkinkan untuk mekanisme slip ring

murah untuk mentransfer tegangan tinggi, arus listrik rendah untuk bidang gulungan

berputar. Ini terdiri dari rangka baja melampirkan inti silinder berongga ( terdiri dari

laminasi baja silikon ). Laminasi adalah untuk mengurangi kerugian histeresis dan arus

eddy.

Gambar 3.22 Stator Sumber : Google.com