TUGAS AKHIR
PENGATURAN PEMBEBANAN PLTMH DENGAN MENGGUNAKAN
ELECTRONIC LOAD CONTROLLER BERBASIS KENDALI LOGIKA FUZZY
Diajukan untuk memenuhi persyaratan Menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh
Rizky Wira Handalan NIM: 110402098
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Pengendalian daya pada PLTMH dapat dilakukan dengan beberapa cara, salah satunya adalah menggunakan Electronic Load Controller (ELC). ELC berfungsi menjaga arus, frekuensi, dan tegangan pada PLTMH tetap konstan walaupun beban konsumen berubah. Pada tugas akhir ini akan digunakan metode pengaturan bukaan sakelar IGBT (Insulated Gate Bipolar Junction Transistor) pada ELC dengan menggunakan kendali logika fuzzy. Data PLTMH yang digunakan adalah data PLTMH Desa Sikeben, Kecamatan Sibolangit yang menghasilkan daya sebesar 25 kW. Simulasi dilakukan dengan menggunakan 5 beban, masing –masing beban memiliki kapasitas 5 kW yang diaktifkan secara bertahap untuk melihat kenaikan beban konsumen. Dari hasil perhitungan dan simulasi, diperoleh perbandingan daya pada saat beban konsumen sebesar 20 kW dan 25 kW. Hasil yang diperoleh tanpa menggunakan kendali logika fuzzy, daya konsumen hanya tersalurkan sebesar 15,897 kW dan 15,997 kW. Sedangkan menggunakan kendali logika fuzzy, daya yang tersalurkan dapat mencapai 23,546 kW dan 24,789 kW.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tidak lupa juga shalawat beriring salam penulis haturkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang baru diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas akhir ini adalah:
“PENGATURAN PEMBEBANAN PLTMH DENGAN MENGGUNAKAN
ELECTRONIC LOAD CONTROLLER BERBASIS KENDALI LOGIKA
FUZZY”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda (Yudi Saptono) beserta Ibunda (Sri Junita) dan adik – adik tersayang (Fattih Diwa Handalan dan Ilafi Cahya Handalan) yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis selama studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini penulis juga banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang mendalam kepada:
selalu memberikan bantuan bimbingan dan pengarahan kepada penulis hingga penyusunan Tugas Akhir ini selesai.
2. Bapak Ir. Zulkarnain Pane, M.T. dan Bapak Ir. Syamsul Amin, M.Si. selaku Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah memberikan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan banyak bimbingan selama masa perkuliahan.
4. Bapak Soeharwinto, S.T., M.T., selaku dosen Wali yang selalu memberikan arahan, bimbingan dan nasihat selama penulis menjalani perkuliahan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis.
7. Frans Matthew Silaban, Emir Lutfi Pahlevi, dan Josiah J. Suatan yang telah meluangkan banyak waktunya untuk memberi banyak masukan kepada penulis tentang tugas akhir ini.
8. Rekan kerja praktek penulis, Ann Alberth Sitorus, Riko Jogi Petrus Pasaribu dan Andreas V.H. Simanjuntak, yang telah memberikan motivasi, pengalaman yang tak tergantikan semangat selama perkuliahan dan masa kerja praktek hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Teman-teman seperjuangan TA yang sering menemani penulis, Yoshua Bangun, Ferro Hudson, Tidauccy S.H., Risjen Sianturi, Sandro Levi, Yosef Tarigan, Marco Simamora, Bill Imanuel, Canboy R. Doloksaribu, Frederik Silaban, Syahlan Hutagaol, M. Fikry Indra, Sakinah, dan kawan-kawan teman nongkrong di kantin dulu, M. Ferry Pratama, Wasfi Muhammadiy, Fadhli Pratama, Mirza Rumansa, Heri Mukhlis, dan Jhonson Fidelis Simamora yang telah memberikan pengalaman yang tidak terlupakan selama 5 tahun masa perkuliahan, terima kasih banyak.
10. Kawan-kawan angkatan 2011 yang tidak dapat diucapkan disini, terima kasih banyak buat kalian semua.
Akhir kata penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan isi dan analisa yang disajikan. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan semua pihak yang membutuhkannya.
Medan, 17 Mei 2016
Penulis,
DAFTAR ISI
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-Hidro (PLTMH) ... 4
2.2 Sistem Kendali Daya pada PLTMH ... 9
2.3 Pengendalian PLTMH dengan Electronic Load Controller ... 11
2.4 Kendali Logika Fuzzy (Fuzzy Logic) ... 15
BAB III METODE PENELITIAN ... 17
3.1 Tempat dan Waktu ... 17
3.3 Variabel yang Diamati ... 17
3.4 Prosedur Penelitian ... 18
3.5 Menentukan Kapasitas Daya pada Dummy Load ... 20
3.6 Metode Kendali Logika Fuzzy pada ELC ... 21
BAB VI HASIL DAN ANALISIS ... 25
4.1 Perhitungan ... 25
4.1.1 Spesifikasi Generator PLTMH ... 25
4.1.2 Perhitungan Parameter pada ELC ... 26
4.1.3 Perancangan Fuzzy Logic pada ELC ... 27
4.1.4 Rangkaian ELC dengan menggunakan Fuzzy Logic ... 35
4.2 Simulasi ... 37
4.2.1 Simulasi tanpa Menggunakan Kendali Logika Fuzzy... 39
4.2.2 Simulasi dengan Menggunakan Kendali Logika Fuzzy ... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 57
5.1 Kesimpulan ... 57
5.2 Saran ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 59
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagan sebuah PLTMH... 4
Gambar 2.2 Alur kerja pembangkit listrik tenaga air secara umum ... 6
Gambar 2.3 Diagram pengontrolan PLTA dengan governor... 10
Gambar 2.4 Skema komponen ELC ... 11
Gambar 2.5 Diagram Alir ELC dengan fuzzy logic ... 16
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 18
Gambar 3.2 Contoh fungsi membership variabel input “error” ... 23
Gambar 3.3 Contoh fungsi membership variabel input “derror” ... 23
Gambar 3.4 Contoh fungsi membership variabel output “control” ... 23
Gambar 3.5 Diagram alir kontrol ELC berbasis logika fuzzy ... 24
Gambar 4.1 Fungsi membership input error ... 28
Gambar 4.2 Fungsi membership input derror... 28
Gambar 4.3 Fungsi membership output ... 29
Gambar 4.4 (a) Sampel fungsi membership error... 31
Gambar 4.4(b) Sampel fungsi membership derror ... 31
Gambar 4.6 Rangkaian ELC dengan Fuzzy Logic ... 35
Gambar 4.7 Rangkaian ELC tanpa Fuzzy Logic ... 36
Gambar 4.8 Contoh kurva beban harian ... 38
Gambar 4.9 Grafik penambahan daya konsumen tanpa fuzzy logic ... 38
Gambar 4.10 Grafik pengurangan daya dummy load tanpa fuzzy logic ... 39
Gambar 4.11 Grafik total daya tanpa fuzzy logic ... 40
Gambar 4.12 Grafik daya konsumen berubah-ubah tanpa logika fuzzy ... 41
Gambar 4.13 Grafik daya dummy berubah-ubah tanpa logika fuzzy ... 42
Gambar 4.14 Grafik penambahan daya konsumen dengan fuzzy logic ... 45
Gambar 4.15 Grafik pengurangan daya dummy loaddengan fuzzy logic ... 46
Gambar 4.16 Grafik total daya dengan fuzzy logic ... 47
Gambar 4.17 Grafik daya konsumen berubah-ubah dengan logika fuzzy ... 48
Gambar 4.18 Grafik daya dummy berubah-ubah dengan logika fuzzy ... 49
Gambar 4.19 Grafik perbandingan daya konsumen tanpa fuzzy vs dengan Fuzzy ... 52
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Contoh peraturan dasar pada kontroller logika fuzzy...22
Tabel 4.1 Spesifikasi Generator Desa Sikeben...25
Tabel 4.2 Tabel Peraturan Fuzzy Logic...30
Tabel 4.3 Sampel Tabel Peraturan Fuzzy Logic...30
Tabel 4.4 Tabel kondisi daya tanpa Fuzzy Logic...43
Tabel 4.5 Tabel kondisi daya berubah tanpa Fuzzy Logic...44
Tabel 4.6 Tabel kondisi daya dengan Fuzzy Logic...49
Tabel 4.7 Tabel kondisi daya berubah dengan Fuzzy Logic...50
Tabel 4.8 Tabel Perbandingan Daya Konsumen...51
Tabel 4.9 Tabel Perbandingan Daya pada dummy load...52
Tabel 4.10 Tabel Perbandingan Daya Berubah pada Konsumen...53
Tabel 4.11 Tabel Perbandingan Daya Berubah pada dummy load...55
