APLIKASI GENERATOR INDUKSI PADA PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT
Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (Generator Induksi)
Mesin induksi dapat dioperasikan sebagai motor maupun sebagai generator. Namun,
sedikit sekali masalah generator induksi ditulis sebagai subjek. Alasannya adalah
karena generator induksi tidak mampu mengendalikan tegangan dan frekuensi pada
kondisi berbeban dan kecepatan perputaran yang berubah. Sehingga dari salah satu
penyebabnya tersebut, generator sinkron selalu digunakan dalam unit – unit
pembangkit tenaga listrik.
Namun, akhir – akhir ini karena cadangan sumber energi yang tidak terbarukan
seperti minyak, gas bumi, batubara dan lain – lain dirasakan semakin menipis,maka
pengembangan generator induksi penguatan sendiri yang digerakkan oleh energi
angin, pembangkit mikrohidro, biogas dan lain – lain mulai menjadi semakin
mendapat perhatian yang nyata. keuntungan lain dari mesin ini adalah kontruksinya
yang kokoh, biaya pemeliharaan yang rendah dan tidak membutuhkan penguatan DC.
dalam hal ini penulis menjelaskan implementasi generator induksi pada Pembangkit
Listrik Tenaga Gelombang Laut, PLTGL merupakan salah satu pembangkit Energi
terbarukan, penulis melihat bahwa potensi gelombang laut di Indonesia sangat
menjanjikan, dengan begitu jika pembangkit listrik tenaga gelombang laut di
realisasikan secara tidak langsung Generator induksi juga akan di gunakan sebagai
mesin konversi energi tersebut.
Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut
Pertama-tama aliran gelombang laut yang mempunyai energi kinetik masuk kedalam
mesin konversi energi gelombang. Kemudian dari mesin konversi aliran gelombang
yang mempunyai energi kinetik ini dialirkan menuju turbin. Di dalam turbin ini,
energi kinetik yang dihasilkan gelombang digunakan untuk memutar rotor. Kemudian
dari perputaran rotor inilah energi mekanik yang kemudian disalurkan menuju
generator. Di dalam generator, energi mekanik ini dirubah menjadi energi listrik
(daya listrik). Dari generator ini, daya listrik yang dihasilkan dialirkan lagi menuju
sistem tranmisi (beban).
PLTGL-OWC (Oscilatting Water Column)
OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi
gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. Alat OWC
ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga
terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara
ini akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator
listrik sehingga menghasilkan listrik.
Pada teknologi OWC ini, digunakan tekanan udara dari ruangan kedap air untuk
menggerakkan whells turbine yang nantinya pergerakan turbin ini digunakan untuk
menghasilkan energi listrik. Ruangan kedap air ini dipasang tetap dengan struktur
bawah terbuka ke laut. Tekanan udara pada ruangan kedap air ini disebabkan oleh
Gambar 1. Proses terbentuknya aliran udara yang dihasilkan oleh gelombang laut
Gerakan gelombang di dalam ruangan ini merupakan gerakan compresses dan
gerakan decompresses yang ada di atas tingkat air di dalam ruangan. Gerakan ini
mengakibatkan, dihasilkannya sebuah alternating streaming kecepatan tinggi dari
udara. Aliran udara ini didorong melalui pipa ke turbin generator yang digunakan
untuk menghasilkan listrik. Sistem OWC ini dapat ditempatkan permanen di pinggir
pantai atau bisa juga ditempatkan di tengah laut. Pada sistem yang ditempatkan di
tengah laut, tenaga listrik yang dihasilkan dialirkan menuju transmisi yang ada di
daratan menggunakan kabel.
Gambar 2 . Turbin dan generator Gambar 3. Tampak keseluruhan
PLTG-OWC
Generator pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (PLTGL)
Jenis generator yang digunakan pada PLTGL ialah jenis Generator Asinkron
(generator tak-serempak) yang merupakan motor induksi yang dirubah menjadi
generator, generator ini dipilih karena PLTGL sebagai energi alternatif tidak banyak
membutuhkan perawatan seperti halnya generator sinkron, lebih kuat, handal, harga
lebih murah dan tidak membutuhkan bahan bakar pada saat diaplikasikan di
lapangan, tapi cukup bergantung pada sumber energi terbarukan seperti air, angin,
dan lain – lain sebagai prime over (penggerak mula). Tegangan dan arus listrik yang
dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh
masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC
Gambar 4. Turbin dan Generator Asinkron
Blok Diagram Generator Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut
Data fakta Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut dunia dan di Indonesia
Pemerintah Jerman merancang pilot project pembangkit listrik tenaga gelombang.
Pembangkit listrik tenaga gelombang laut (PLTGL) yang telah berjalan adalah
PLTGL Limpet dikelola oleh Wavegen, anak perusahaan Vorth Siemen yang berbasis
di Inggris. PLTGL Limpet mampu memproduksi listrik 500 kwh. Pembangkit
tersebut menggunakan teknologi Oscillating Water Column (OWC) yang mengubah
energi gelombang menjadi udara pendorong untuk menggerakan turbin. Sementara
itu, PLTGL yang di Jerman akan memiliki kapasitas 250 kWh. Dengan kapasitas
tersebut, PLTGL tersebut dapat mengaliri listrik ke 120 rumah. Pemerintah Jerman
berharap pembangunan PLTG tersebut tidak mengganggu lingkungan sekitar pantai.
pembanguan PLTGL tidak merusak keindahan alam daerah sepanjang pantai.
Pembangkit listrik gelombang laut komersial juga dikembangkan di ‘Negeri
Kanguru’. Pusat PLTGL itu terletak di lepas pantai Australia. Pembangkit dengan
terobosan teknologi yang masih langka itu telah memasok kebutuhan listrik sekitar
500 rumah yang berada di daerah Selatan Sydney, Australia. Listrik baru bisa
dihasilkan PLTGL jika gelombang laut datang menerpa corong yang menghadap ke
lautan. Gerakan tersebut mengalirkan udara melalui dan masuk menggerakan turbin.
Dari putaran turbin tersebut, sebanyak 500 kWh daya listrik dihasilkan setiap hari dan
langsung disalurkan ke rumah-rumah . Pusat PLTGL yang di Australia merupakan
proyek percontohan. Pemerintah Australia berencana membangun PLTGL yang lebih
besar dan menghasilkan listrik lebih kuat di pantai selatan Australia. Dengan
pembangunan PLTGL, para ahli teknologi PLGL Australia pun mendapat kebanjiran
order untuk membangunan PLTGL di beberapa negara. Hawai, Spanyol, Afrika
Selatan, Cile, Meksiko, dan Amerika Serikat juga tertarik.
Gambar 5. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang-OWC di Skotlandia
Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua setelah Norwegia. Sehingga Energi
gelombang laut di pantai tersebut digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik,
seperti saat ini telah didirikan sebuah Pembangkit Listrik Bertenaga Ombak (PLTO)
di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Tujuan didirikannya PLTO ini
adalah untuk memberikan model sumber energi alternatif yang ketersediaan
merupakan daerah di Indonesia yang memiliki potensi gelombang laut terbesar
dibanding daerah lainnya. Pantai Selatan di daerah Yogyakarta memiliki potensi
gelombang 19 kw/panjang gelombang. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut
di daerah Yogyakarta dikembangkan oleh BPPT khususnya BPDP (Balai Pengkajian
Dinamika Pantai). Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut ini menggunakan
metode OWC (Ocillating Water Column). BPDP – BPPT pada tahun 2004 telah
berhasil membangun prototype OWC pertama di Indonesia. Prototype itu dibangun di
pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul. Prototype OWC yang dibangun adalah
OWC dengan dinding tegak. Luas bersih chamber 3m x 3m. Tinggi sampai pangkal
dinding miring 4 meter, tinggi dinding miring 2 meter sampai ke ducting, tinggi
ducting 2 meter. Prototype OWC 2004 ini setelah di uji coba operasional memiliki
efisiensi 11%. Pada tahun 2006 ini pihak BPDP – BPPT kembali membangun OWC
dengan sistem Limpet di pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul . OWC Limpet
dibangun berdampingan dengan OWC 2004 tetapi dengan model yang berbeda.
Dengan harapan besar energi gelombang yang bisa dimanfaatkan dan efisiensi dari
OWC Limpet ini akan lebih besar dari pada OWC sebelumnya.
Gambar 6. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang-OWC di Pantai Parang Racuk, Gunung
JADWAL KEGIATAN TUGAS AKHIR DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
TAHUN AJARAN 2015/2016
NO 1 2 3
Hari/Tanggal 23 Maret 2016 01 April 2016 14 Mei 2016
Kegiatan Pengumpulan Proposal Tugas Akhir (batas akhir)
Seminar Proposal Tugas Akhir Pengambilan data di Lab. Konversi Energi Listrik
Keterangan
Pengumpulan di Departemen Teknik Elektro sesuai dengan format Proposal tugas Akhir yang telah ditentukan
Setelah diumumkan jadwal seminar, dilaksanakan seminar dengan dosen pembimbing dan penguji yang telah ditunjuk oleh departemen
Dilakukan setelah proposal disetujui
NO 4 5 6
Hari/Tanggal April 2015- Juni 2016 Juni 2015 Juni 2015
Kegiatan Masa Bimbingan Tugas Akhir Pengambilan dan Pengembalian Form Seminar Tugas Akhir
Pengumpulan draft akhir Laporan TA
Keterangan
Bimbingan Tugas Akhir dimulai diskusi dengan Dosen Pembimbing dan mencari referensi lain dari sumber yang lainnya.
Pengambilan dan pengembalian form seminar hasil di
Departemen
1. Laporan siap untuk diseminarkan
JADWAL KEGIATAN TUGAS AKHIR DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
TAHUN AJARAN 2015/2016
NO 7 8 9
Hari/Tanggal Juli 2016 Juli 2016 – Agustus 2016 Agustus
Kegiatan Masa Seminar Hasil TA Revisi Tugas Akhir Sidang Tugas Akhir
Keterangan
Tugas Akhir akan diseminarkan sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan
Koreksi dan perbaikan Tugas Akhir setelah dilakukannya seminar hasil untuk kemudian dilanjutkan ke Sidang Tugas Akhir
NO 10 11 12
Hari/Tanggal Agustus 2016- September 2016 September 2016 November 2016
Kegiatan Revisi Tugas Akhir (selesai sidang) Jurnal Ilmiah Wisuda
Keterangan
DATA PERCOBAAN
Tabel tegangan antar phasa dan tegangan per phasa kapasitor 20 mF
Kecepatan
400 0,072 0,073 0,073 0,072 0,073 0,073
600 0,074 0,074 0,075 0,073 0,074 0,074
800 0,075 0,075 0,076 0,075 0,075 0,076
1000 0,076 0,077 0,077 0,077 0,077 0,076
1200 0,078 0,079 0,079 0,078 0,078 0,078
1400 0,079 0,08 0,08 0,079 0,079 0,08
Tabel tegangan antar phasa dan tegangan per phasa kapasitor 40 mF
Kecepatan
Putaran
(rpm)
Vout
(Volt)
R-S R-T S-T R-N S-N T-N
0 - - - -
200 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
400 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,11
600 0,14 0,13 0,13 0,14 0,14 0,13
800 0,15 0,15 0,15 0,16 0,17 0,16
1000 0,19 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18
1200 0,20 0,21 0,21 0,21 0,20 0,21
Tabel tegangan antar phasa dan tegangan per phasa kapasitor 40 mF eksitasi satu phasa terbuka
Kecepatan
Putaran
(rpm)
Vout
(Volt)
R-S R-T S-T R-N S-N T-N
0 - - - -
200 0,09 0,091 0,09 0,09 0,09 0,089
400 0,093 0,093 0,093 0,092 0,093 0,092
600 0,096 0,095 0,096 0,097 0,096 0,095
800 0,098 0,099 0,098 0,099 0,098 0,098
1000 0,12 0,11 0,11 0,11 0,1 0,1
1200 0,12 0,12 0,12 0,13 0,13 0,12
