i
KARYA ILMIAH TERAPAN
ANALISIS OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAYA GENERATOR PADA KAPAL
Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan ProgramPendidikan dan Pelatihan Diploma III Pelayaran
MOH DWI AUHADILLAH AZIZI HASIB N.I.T 05.17.007.1.55 / E
ELECTRO TECHNICAL OFFICER
PROGRAM DIPLOMA III
POLITEKNIK PELAYARAN SURABAYA
ii
ANALISIS OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAYA GENERATOR PADA KAPAL
Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan ProgramPendidikan dan Pelatihan Diploma III
MOH DWI AUHADILLAH AZIZI HASIB N.I.T 05.17.007.1.55 / E
ELECTRO TECHNICAL OFFICER
PROGRAM DIPLOMA III PELAYARAN POLITEKNIK PELAYARAN SURABAYA
TAHUN 2019
iii TAHUN 2020
PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Moh Dwi Auhadillah Azizi Hasib
Nomor Induk Taruna : 05.17.007.1.55/ E Program Diklat : Electro Technical Officer
Menyatakan bahwa Karya Ilmiah Terapan yang saya tulis dengan judul :
ANALISIS OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAYA GENERATOR PADA KAPAL
Merupakan karya asli seluruh ide yang ada dalam KIT tersebut, kecuali tema dan yang saya nyatakan sebagai kutipan, merupakan ide saya sendiri.
Jika pertanyaan diatas terbukti tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi yang di
Tetapkan oleh Politeknik Pelayaran Surabaya.
Surabaya, ... 2020
Moh Dwi A.A.H
NIT : 05.17.007.1.55 / E
iv
v
PENGESAHAN PROPOSAL KARYA ILMIAH TERAPAN
ANALISIS OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAYA GENERATOR PADA KAPAL
Disusun dan Diajukan Oleh :
MOH DWI AUHADILLAH AZIZI HASIB NIT.05.17.007.1.55/E
Electro Technical Officer
Telah dipertahankan di depan Panitia Ujian Karya Ilmiah Terapan Politeknik Pelayaran Surabaya
Pada tanggal ... 2020 Menyetujui :
Penguji I
(Dr.Hariyono S.T., M.M) Penata Tk.I (III/d) NIP : 19720716 200604 1 001
Penguji III
(Capt. Dian Wahdiana, M.M) Pembina Tk.I (IV/b) NIP : 19700711 199803 1 001 Mengetahui :
Ketua Jurusan Elektro
AnakAgungIstri Sri Wahyuni,S.SiT, M.Adm., Sda Penata Tk.I (III/d)
NIP.19781217 200502 2 001 Penguji II
(Sri Mulyanto Herlambang S.T,M.T ) Pembina(IV/a)
NIP : 19720418 199803 1 002
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahkan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan ususlan proposal penelitianini.
Dalam penyusunan penulisan proposal ini terdiri dari garis- garis besar tentang penerapan paralel generator dan proposal penelitian ini disusun sebagai pedoman penulis dalam melakukan penelitian yang telah di rancang dalam diagram rencana penelitian pada proposal ini. Hal- hal yang memerlukan pembuktian akan dituangkan dalam bentuk karya ilmiahberupa karya ilmiah terapan.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan proposal penelitian ini masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi bahasa, susunan kalimat, maupun cara penulisan serta pembahasan materi akibat keterbatasan penulis dalam menguasai materi.
Untuk itu penulis senantiasa menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan usulan proposal penelitian ini.
Serta pada kesempatan ini disampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telahmembantu sehingga penelitian ini dapat dilaksanakan, antara lain kepada:
1. Direktur Politeknik Pelayaran Surabaya
2. Kepala Jurusan Elektro Politeknik Pelayaran Surabaya 3. Dosen Pembimbing I / II
4. Rekan-rekan taruna semuanya.
Akhir kata penulis berharap semoga usulan proposal penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis khususnya.
Surabaya, ... 2020 Penulis
(MOH DWI AUHADILLAH A.H) NIT.05.17.007.1.55/E
ABSTRACT
MOH DWI A.A.H, Application of Optimization Analysis to Determine Generator Power Capacity on Ships. Supervised by Dr. Hariyono and Diana Alia
The MV.ORIENTAL JADE ship is a passenger ship that has 4 generators. To generate the power needed on the MV.ORIENTAL JADE ship, the installed generator set is able to work optimally and efficiently. However, the load sharing for each generator set is less than optimal and efficient, so the generator fuel consumption becomes more wasteful. In determining the power capacity of the generator, researchers carry out several steps in the process of finding optimal results. First, calculate the equipment capacity by calculating the load factor value of the equipment. Second, to find the total load in each operational condition of the ship when docking, maneuvering and sailing. Third, find the load factor value of the variation generator used by using a dynamic programming method simulation to get an efficient load and fuel. The results of the calculation of the total load in each condition are 633.64 kW at docking, 899.53 kW during maneuvers, and 678.72 kW when sailing. The dynamic programming method applied to the MV.ORIENTAL JADE vessel on the shipping simulation from Tanjung Perak - Tanjung Priok - Kijang and back to Tanjung Perak. The efficient fuel consumption is 7349.41 liters by operating generator 1 & generator 3.
Keywords: Diesel Generator, Dynamic Programming, Fuel Efficiency
ABSTRAK
MOH DWI A.A.H,Penerapan Analisis Optimasi Penentuan Kapasitas Daya Generator Pada Kapal. Di bimbing oleh Dr.Hariyono dan Diana Alia.
Kapal MV.ORIENTAL JADE merupakan kapal penumpang yang memiliki 4 buah generator. Untuk membangkitkan daya yang dibutuhkan pada kapal MV.ORIENTAL JADE maka generator set yang terpasangharus mampu beroperasi secara optimal dan efisien. Akan tetapi dalam pembagian beban pada setiap generator set kurang optimal dan efisien.Sehingga konsumsi bahan bakar generator menjad ilebih boros. Pada penentuan kapasitas daya generator, peneliti melakukan beberapa tahap dalam proses mencari hasil yang optimum. Pertama, menghitung kapasitas peralatan yaitu dengan menghitung nilai faktor beban peralatan. Kedua, mencari jumlah beban dalam setiap kondisi operasional kapal pada saat sandar, manuver dan berlayar. Ketiga, mencari nilai faktor beban dari variasi generator yang digunakan dengan menggunakan simulasi metode dynamic programming untuk mendapatkan beban serta bahan bakar yang efisien. Hasil perhitungan jumlah beban dalam setiap kondisi adalah 633,64 kW pada saat sandar, 899,53 kW pada saat manuver, serta 678,72 kW pada saat berlayar.
Metode dynamic programming diterapkan pada kapal MV.ORIENTAL JADE pada simulasi pelayaran dari Tanjung Perak – Tanjung Priok – Kijang dan kembali ke Tanjung Perak. Konsumsi bahan bakar yang efisien adalah sebesar 7349,41 liter yaitu dengan mengoperasikan generator 1 & generator 3.
Kata kunci :Diesel Generator, Dynamic Programming, Efisiensi Bahan Bakar
DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
Gambar 2.1 Konstruksi Generator Singkron ... 15
Gambar 2.2 Inti Stator dan Alur Pada Stator ... 17
Gambar 2.3Rotor Kutub Menonjol ... 18
Gambar 2.4Rotor KutubSilindris ... 19
Gambar 2.5Main Bus 3 Phasa ... 22
Gambar 2.6Urutan dan Beda Phasa ... 23
Gambar 2.7Synchroscope ... 25
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL... i
PERSYARATAN KEASLIAN... ii
PERSETUJUAN SEMINAR ... iii
HALAMAN PENGESAHAN... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTARISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar BelakangPenelitian……… 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian……….. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Review Penelitiansebelumnya……… 5
2.2. LandasanTeori……… 2.2.1.Definisi dan Pengertian Manejemen Energi... 7
7 2.2.2. Standart Tentang Manajemen energi ISO 50001…… 9
2.2.3. Daya...……… 9
2.2.4. Dasar Teori Generator...………….. 11
2.2.5.Stator...……… 16
BAB III METODE PENELITIAN
3.1.JenisPenelitian………... 24
3.2. Lokasi dan Waktu Penelitian………. 25
3.3. Jenis dan Sumber Data……….. 25
1. Jenis data...……… 25
2. Sumber data....………... 26
3.4.PemilihanInforman………... 27
3.5 TeknikPengumpulan Data……… 27
3.6. Teknik Analis Data……… 28
1. Reduksi Data……….. 28
2. Penyajian Data ... 28
3. Verifikasi dan Penegasan Kesimpulan ... 28
BAB IV HASILPENELITIAN 4.1. Spesifikasi generator set………... 30
4.2.Jalur pelayaran ...………. 30
4.3. perhitungan balans daya kapal beban kerja.………….. 30
4.4. simulasi pembagian beban generator ... 36
BAB IV PENUTUP 5.1.saran...………... 30
DAFTAR TABEL
Tabel2.1 Review PenelitianSebelumnya Tabel 4.1 balans daya peralatan kondisi sandar Tabel 4.2 balans daya peralatan kondisi manuver Tabel 4.3 balans daya peralatan kodisi berlayar
Tabel 4.4 jumlah beban dan load factor generator kondisi berlayar Tabel 4.5 simulasi pertama
Tabel 4.6 simulasi kedua Tabel 4.7 simulasi ketiga
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kapasitas generator dalam merencanakan sistem kelistrikan perlu diperhatikan kapasitas dari generator dan peralatan listrik lainnya. Besarnya kebutuhan maksimum dan minimum dari peralatannya, kebutuhan maksimum merupakan kebutuhan daya rerata terbesar yang terjadi pada interva l waktu yang singkat selama periode kerja dari peralatan tersebut. Sebaliknya kebutuhan rerata merupakan daya rerata pada periode kerja yang dapat ditentukan dengan membagi energi yang dipakai dengan jumlah jam periode tersebut. Untuk kebutuhan maksimum digunakan sebagai acuan dalam menentukan kapasitas generator. Kemudian untuk kebutuhan minimum digunakan sebagai acuan untuk menentukan konfigurasi dari electrik plan yang sesuai serta untuk menentukan kapan generator dioperasikan.. Jika dilihat secara regulasi biro klasifikasi indonesia (BKI) mensyaratkan untuk daya keluar dari generator sekurang-kurangnya diperlukan untuk pelayanan dilaut harus 15% lebih tinggi daripada kebutuhan daya yang ditetapkan dalam balans daya. Selain itu juga harus diperhatikan faktor pertumbuhan beban untuk masa akan datang.
Generator set di kapal menjadi tenaga utama yang mencukupi kebutuhan listrik pada kapal merupakan kapal kontener yang memiliki 4 buah generator yang memiliki daya masing- masing sebesar 882 kW. Untuk membangkitkan daya yang dibutuhkan pada kapal maka generator set yang terpasang harus mampu beroperasi secara optimal dan efisien. Akan tetapi dalam pembagian beban pada setiap generator set kurang optimal dan efisien. Sehingga konsumsi bahan bakar generator menjadi lebih boros. Untuk mendapatkan biaya operasional yang optimal dan efisien dapat dilakukan perhitungan pembagian beban menggunakan metode Dynamic Programming. Dynamic Programming adalah strategi untuk membangun masalah optimal bertingkat,
yaitu masalah yang dapat digambarkan dalam bentuk serangkaian tahapan (multistage) yang saling mempengaruhi satu sama lain. Dalam penelitian ini mendapatkan daya dan bahan bakar optimal pada saat operasional kapal dilakukan analisis daya menggunakan metode Dynamic Programming.
Penelitian yang sama yaitu pada penelitian analisis optimasi kebutuhan daya Listrik pada kapal kontener dengan metode Dynamic Programming yang dimana hasilnya adalah jumlah beban yaitu sandar 219,84 kW, manuver 1014,37 kW berlayar 419,55 kW dan total penggunaan bahan bakar 2622,42 liter. Kemudian pada penelitian simulasi perhitungan pembebanan ekonomis pada pusat listrik tenaga diesel dengan menggunakan Metode Dynamic Programming yang hasilnya adalah dengan mengoperasikan pembangkit unit 1,2,3,4 biaya operasi pembangkit adalah Rp 6.718.079/ hari, efisiensi penghematan konsumsi bahan bakar adalah Rp 1.192.525/ hari ( Purba Immanuel, dkk. 2015). Kemudian pada penelitian penjadualan pembangkit Hydrothermal Menggunakan Metode Dynamic Programming dimana hasilnya adalah beban sistem sebesar 7980 MW, dengan mengoperasikan 3 unit pembangkit Hidro dan 5 pembangkit Thermal menghasilkan penghematan biaya operasi sebesar 2.64% atau Rp 287.059.636,03/ hari. Pada penelitian ini hasilnya ialah jumlah beban setiap kondisi yaitu sandar633,64kW, manuver 899,53kW, berlayar 678,72 kW dengan mengoperasikan generator 1&3 dan menghasilkan bahan bakar yang paling minimum yaitu 7349,41 liter.
Berdasarkan uraian di atas maka penulis merencanakan melakukan penelitian dengan mengambil judul : “ANALISIS OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAYA GENERATOR PADA KAPAL”.
1.2 Rumusan Masalah
Dari uraian yang dipaparkan pada latar belakang masalah maka rumusan masalah adalah sebagai berikut:
-Bagaimana cara analisis penentuan kapasitas daya generator pada kapal menggunakan metode Dynamic Programming ?
l.3 Tujuan Penelitian
- Dari tujuan penelitian ini untuk mengetahui jumlah kapasitas daya generator pada kapal menggunakan metode Dynamic Programming 1.4 Manfaat Penelitian
1. Secara Teoritis
a.) Menambah wawasan ilmu pengetahuan yang saya pelajari di kampus mengenai manajemen penggunaan energi listrik
b.) Untuk dapat menerapkan hasil pembelajaran di kampus Politeknik Pelayaran Surabaya tentang generator, serta menambah pengetahuan bagi penulis tentang penggunaan energi listrik dikapal
2. Secara Praktis
a.) Sebagai acuan untuk para dosen pengajar di kampus Politeknik Pelayaran Surabaya untuk meningkatkan kesadarannya sehingga para dosen pengajar mengerti dan memahami tentang penggunaan energi listrik di kapal
b.) Sebagai acuan untuk para teknisi meningkatkan kesadarannya sehingga para teknisi mengerti dan memahami tentang manajemen penggunaan energi listrik dikapal.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Review Penelitian Sebelumnya Tabel 2.1 Review Penelitian Sebelumnya
No Nama Judul Hasil Perbedaan Penelitian
1. Bayu anggoro Penentuan kapasitas genset container crane studi kasus
terminal peti kemas semarang
semakin kecil tegangan generator diesel yang dipakai maka membutuhkan kapasitas yang semakin besar.
Peningkatan
kapasitas generator digunakan untuk menjaga kestabilan generator. Generator diesel yang dipakai oleh TPKS Tanjung Emas Semarang memiliki kapasitas 1500 kVA/ 3,3 kV.
Pemilihan kapasitas generator diesel karena untuk men- supply beban terbesarnya yaitu 1257 kVA maka kapasitas generator minimal 1500 kVA.
Kapasitas generator minimal 1500 kVA
Penelitian
sebelumnya meneliti tentang Penentuan kapasitas genset bulkcarrier crane studi kasus terminal peti kemas semarang sedangkan penelitian ini meneliti tentang analisis optimasi penentuan kapasitas daya generator pada kapal
supaya beban masih dalam daerah kerja generator dan generator tetap stabil seperti yang ditunjukkan pada gambar 8. Pemilihan tegangan 3,3 kV karena mempunyai rugi-rugi yang kecil sehingga dengan kapasitas 1500 kVA masih stabil dan saluran yang tersedia sebesar 3,3 kV
Dynamic Programming dalah untuk menyelesaikan masalah optimasi.
Permasalahan optimasi artinya permasalahan yang mencari nilai terbaik, baik maksimal maupun minimal, dari sebuah solusi. Salah satu contoh paling praktis dalam penerapan Dynamic Programming model ini adalah algoritma untuk membuat teks rata tengah. Bagaimana cara kerja algoritma ini? Mari kita lihat masalah yang ingin diselesaikan terlebih dahulu
Perencanaan Kapasitas Generator Untuk menentukan kapasitas generator di kapal dipergunakan suatu table balans daya yang mana seluruh peralatan listrik yang ada kapasitanya atau dayanya tertera dalam table tersebut. Sehingga dengan table balans daya tersebut dapat diketahui daya listrik yang diperlukan untuk masing–
masing kondisi operasional kapal. Dalam penentuan electric balans BKI
a. Seluruh perlengkapan pemakaian daya yang secara tetap diperlukan untuk memelihara pelayanan normal harus diperhitungkan dengan daya kerja penuh b. Beban terhubung dari seluruh perlengkapan cadangan harus dinyatakan. Dalam hal perlengkapan pemakaian daya nyata yang hanya bekerja bila suatu perlengkapan serupa rusak, kebutuhan dayanya tidak perlu dimasukkan dalam
perhitungan.
c. Dayamasuk total harus ditentukan, dari seluruh pemakaian daya yang hanya untuk sementara dimasukkan, dikalikan dengan suatu factor kesamaan waktu bersama (common simultancity factor) dan ditambahkan kepada daya masuk total dari seluruh perlengkapan pemakaian daya yang terhubung tetap.
d. Daya masuk total sebagaimana telah ditentukan sesuai a. dan c. Maupun daya yang diperlukan untuk instalasi pendingin yang mungkin ada, harus dipakai sebagai dasar dalam pemberian ukuran instalasi generator.
Faktor Beban (Load Factor)
Faktor beban didefenisikan sebagai perbandingan antara waktu bekerjanya peralatan pada suatu kondisi dengan total waktu aktifitas suatu kondisi dengan demikian :
Faktor beban = Total waktu operasi peralatan :Total waktu kondisi
Untuk peralatan yang jarang beroperasi dianggap mempunyai beban nol
Faktor Kesamarataan(Diversity Factor)
Peralatan listrik diatas kapal memiliki karakter pembebanan yang spesifik dimana peralatan bekerja tidak pada waktu pemakaian yang teratur dan secara bersamaan.Terdapat dua jenis pembebanan dalam pengoperasian peralatan listrik dikapal yaitu :
a. Beban yang bekerja terus- menerus (continuous load) yaitu peralatan yang beroperasi secara kontiniu pada kondisi pelayaran normal seperti: lampu- lampu navigasi, pompa untuk CPP.
b. Beban terputus-putus (intermiten load) yaitu peralatan yang beroperasi secara terputus-putus pada kondisi pelayaran normal dengan periode waktu yang tidak tetap seperti pompa transfer bahan bakar, pompa air tawar.
Perhitungan Kapasitas
Faktor kesamarataan ini didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah dari
kebutuhan daya intermitten yang beroperasi selama periode waktu tertentu dengan jumlah dari total kebutuhan daya listrik. Dalam BKI Vol IV, Bab I,D.1.c, ditetapkan factor kesamarataan dengan mempertimbangkan beban tertinggi yang diharapkan terjadi pada waktu yang sama. Jika penentuan tepat tidaklah mungkin, factor kesamaan waktunyadigunakan tidak boleh lebih kecil dari 0.5, dengan demikian diperoleh daya-daya total beban sebagai berikut :
PB = PA (kontinyu) + ( x . PT (Intermitten)) Dimana: PB: Daya total beban
PA:Pemakaian beban Kotinyu PT:Pemakaian beban Intermitten X:Common Simultanity factor (0.5)
Dalam perhitungan kapasitas selain load factor dan diversityfaktor ada beberapa hal yang harus diperhatikan,
a. Kondisikapal b. Data peralatan
c. PenggolonganPeralatan
Kemudian semua data peralatan dengan memperhatikan beberapa hal diatas dimasukkan kedalam table balans daya. Daya total kondisi operasi kapal dan besarnya menurut BKI adalah :
Jumlah beban = beban sementara x faktor diversitas + beban tetap
Konsep Dasar dalam Dynamic programming
Konsep dasar dynamic programming dibagi menjadi lima konsep yang saling berkaitan, lima konsep itu antara lain:
Dekomposisi
Persoalan DP dapat dipecahpecah menjadi sub-persoalan atau tahapan (stage) yang lebih kecil dan berurutan. Setiap tahap disebut juga sebagai titik keputusan. Setiap keputusan yang dibuat pada suatu tahap akan mempengaruhi keputusan-keputusan pada tahap berikutnya.
Status
Status adalah kondisi awal (Sn) dan kondisi akhir (Sn-1) pada setiap tahap,
dimana pada tahap tersebut keputusan dibuat (Dn).Status akhir pada sebuah tahap tergantung kepada status awal dan keputusan yang dibuat pada tahap yang bersangkutan. Status akhir pada suatu tahap merupakan input bagi tahap berikutnya.
Variabel Keputusan dan Hasil
Keputusan yang dibuat pada setiap tahap (Dn) merupakan keputusan yang berorientasi kepada return yang diakibatkannya (Rn|Dn),yaitu tingkat maksimal atau minimal.
Optimasi Tahap
Optimasi tahap dalam DP adalah menentukan keputusan optimal pada setiap tahap dari berbagai kemungkinan nilai status inputnya. Fungsi umum dari keputusan optimal adalah :
fn(Sn,Dn) = return padatahap-n darinilai status input. Sndankeputusan, Dn fn*(Sn) = return optimal padatahap-n darinilai input status,Sn
Fungsi Rekursif
Fungsi rekursif biasanya digunakan pada berbagai program komputer, di mana nilai sebuah variable pada fungsi itu merupakan nilai kumulatif dari nilai variable tersebut pada tahap sebelumnya. Pada DP, fungsi umum dituliskan sebagai:
fn(Sn,Dn)=Rn+fn-1*(Sn-1,Dn-1)(2.1) Optimasi BahanBakar Menggunakan DP
Gambar 2 Kurva Karakteristik Biaya Bahan Bakar (Ci)Terhadap Output Daya (Pi)
Hubungan antara konsumsi bahan bakar terhadap output daya generator dirumuskan oleh persamaan berikut:
Ci= αi+ βi Pgi + γi Pgi 2 (2.2) Dimana:
Ci,= Konsumsi bahan bakar generator ke- i (m3 /h atau liter/jam) Pgi= Daya yang dibangkitkan generator unit kei (kW)
αi , βi , γi = Konstanta hubungan bahan bakar dan daya yang dihasilkan yang unit ke i Konstanta αi , βi , γi didapatkan dengan menentukan 3 (tiga) titik potong pada
gambar
2.2 antara konsumsi bahan bakar (yi) dan daya yang dibangkitkan atau beban (xi) yang dipikul unit generator terlebih dahulu. Tiga titik potong tersebut adalah titik x1y1 (pada beban rendah), x2y2 (pada beban menengah) dan x3y3 (pada beban tinggi) yang ketiga titik tersebut diambil pada sembarang titik. Persamaan (2.2) menjadi sebagai berikut :
y1 = α1+ β 1 x 1 + γ 1 x 1 2 y2 = α2+ β 2 x 2 + γ 2 x 2 2 y3 = α3+ β 3 x 3 + γ 3 x 3 2
ketiga persamaan tersebut disubtitusikan hingga didapatkan nilai- nilai αi , βi , γi Dalam suatu sistem tenaga dengan sejumlah n generator, konsumsi bahan bakar totalgenerator dirumuskan oleh:
Dimana :
Ct = konsumsi bahan bakar total generator Ci = konsumsi bahan bakar unit ke- i generator n = jumlah unit generator
Pembagian beban harus memenuhi batasan-batasan kemampuan generator yang akan memikul beban tersebut. Syarat untuk n buah generator:
P1min+ …+ Pnmin≤ Pd ≤ P1max +…+Pnmax dimana:
Pnmin dan Pnmaks = masing- masing adalah batas kemampuan minimum dan maksimum generator untuk memikul beban.
Pd = P1 + P2 + … + Pn (2.8)
Jika dipikul oleh n buah generator maka:
P1 = P2 = … = Pn = Pd / n (2.9) (2.9)
Perencanaan beban hendaknya dilakukan terlebih dahulu untuk menentuk an kombinasi unit generator yang akan memikul beban tersebut. Jumlah unit generator yang akan memikul beban harus memenuhi syarat kemampuan jumlah generator yang akan dioperasikan memikul beban. Algoritma untuk menghitung pembagian beban antar unit generator dan konsumsi bahan bakar untuk membangkitkan daya tersebut adalah sebagai berikut:
1. Jika beban dilayani 1 generator atau n = 1, yaitu apabila unit generator berjumlah satu buah. Tidak ada pilihan lain maka beban sistem hanya dapat dilayani oleh satu-satunya unit generator yang ada, sehingga biaya minimum dapat ditulis sebagai: Ct (Pd) = C1 (Pd) (2.10) dengan syarat : P1min ≤ P ≤ P1maks. (2.11) P1min dan P1maks masing- masing adalah batas kemampuan minimum dan maksimum generator ke-1 untuk memikul beban. Jika beban melebihi kemampuan maksimum 1 generator maka jumlah generator yang akan dioperasikan harus ditambah untuk memikul beban tersebut menjadi 2 generator.
2. Beban dipikul 2 generator sehingga n = 2 persamaan menjadi:
Ct(Pd)=[C1((Pd/2)+δ)+C2 ((Pd/2)-δ)] Persamaan (2.10) dipecahkan dengan urutansebagai berikut:
a. Membagi beban Pd.Persamaan (2.9) menjadi:P1 = P2 = Pd / 2 (2.13)Sehingga persamaan (2.12)
menjadi:
Ct(Pd)= [C1(P1)+ C2 (Pd2)]
Kemudian mencatat nilai Ct, P1 dan P2
b. Kemudian menentukan iterasi yang diinginkan untuk medapatkan variasi daya yang dipikul generator. P1 pada persamaan 2.14sebesar δ. Sehingga P1baru = P1 ± δ (2.14) P2baru = P2 ± δ (2.15) Untuk variasi P1baru = P1 ±δ dapat didekati dengan menggunakan logika matematis menggunakan nilai bit.
Untuk bit = 0 diasumsikan (-) dan untuk bit = 1 diasumsikan (+). Logika matematis untuk variasi pembebanan ekonomis antara 2 unit generator dapat dilihat di lampiran. Persammaan (2.8) harus dipenuhi.P1baru + P2baru = Pd (2.16)
Pd - P1baru + P2baru = 0 (2.17) δ adalah suatu nilai tertentu. Dengan syarat masih memenuhi kemampuan generator.[1] P1min + P2min ≤ Pd ≤ P1max + P2max (3.17) P1min ≤ P1baru ≤ P1maks. (3.18) P2min ≤ P2baru ≤ P2maks.
(3.19) Sehingga Ct(Pd)=[C1(P1baru)+C2 (P2baru)] Kemudian hitung kembali nilai Ct,persamaan (2.12) kemudian catat nilai P1baru, P2baru dan Ct baru yang didapatkan.Jika persamaan (2.16), (2.17) dan (2.18)tidak dipenuhi
maka iterasi dihentikan danjumlah generator yang akandioperasikan ditambah.
c. Kemudian mengiterasikan P1baru dan P2baru terus- menerus sesuai dengan yang diinginkan sehingga didapatkan variasi pembebanan pada kedua generator tersebut lalu hasil masing- masing iterasi dicatat.
d. Kemudian membandingkan hasil perhitungan Ct .Variasi pembebanan yang ekonomis didapatkan dengan mengoperasikan generator pada hasil perhitungan Ct yang palingyang diperlukan adalah jumlah beban yang harus dilayani generator pada masing- masing
2.2 Landasan Teori
Landasan teori digunakan sebagai sumber teori yang dijadikan dasar dari pada penelitian. Seperangkat definisi, konsep, serta proposisi yang telah disusun dengan rapi serta sistematis tentang variabel- variabel dalam sebuah penelitian.
Sumber tersebut memberikan kerangka atau dasar untuk memahami latar belakang dari timbulnya permasalahan secara sistematis.
2.2.1 Definisi dan Pengertian Manajemen Energi
Manajemen energi adalah suatu program yang direncanakan dan dilaksanakan secara sistematis untuk memanfaatkan energi secara efektif dan efisien dengan melakukan perencanaan, pencatatan, pengawasan dan evaluasi secara kontinu tanpa mengurangi kualitas produksi dan pelayanan. Manajemen energi mencakup perencanaan dan pengoperasian unit konsumsi dan produksi yang berkaitan dengan energi untuk mengelola secara aktif usaha penghematan penggunaan energi dan penurunan biaya energi. Tujuan manajemen energi yaitu penghematan sumber daya, perlindungan iklim, dan penghematan biaya. Bagi konsumen, manajemen energi mempermudah untuk mendapatkan akses terhadap energi sesuai dengan apa dan kapan yang mereka butuhkan. Manajemen energi berkaitan dengan manajemen lingkungan, manajemen produksi, logistik, dan fungsi yang berhubungan dengan bisnis lainnya
Manajemen energi yang merupakan kegiatan di suatu perusahaan yang terorganisir dengan menggunakan prinsip–prinsip manajemen, dengan tujuan agar
dapat dilakukan konservasi energi, sehingga biaya energi sebagai salah satu komponen biaya produksi/operasi dapat ditekan serendah- rendahnya.
Konservasi energi sendiri mengandung arti sebagai suatu usaha untuk tetap menggunakan energi secara rasional tapi tetap mempertahankan produktifitas dan terpenuhinya syarat-syarat kelola perusahaan. Penggunaan energi rasional diantaranya dengan penghematan dan efisiensi energi. Jadi harus dibedakan antara penghematan energi dengan konservasi energi. Penghematan energi bisa saja dilakukan dengan hanya mengurangi penggunaan energinya tapi kenyamanan dan produktitas menjadi turun. Sementara konservasi energi adalah penerapan kaidahkaidah dalam pengelolaan energi tidak hanya mengurangi pemakaian energinya tapi juga menerapkan pola operasi yang efisien, pemasangan alat tambahan yang meningkatkan performa sistem sehingga pemakaian energinya lebih rendah tapi tidak mengurangi kenyamanan dan produktifitas. Pada intinya konservasi energi merupakan panduan bagaimana menghemat energi dengan benar dan berisi metode–metode dan alat–alat yang bisa dipakai untuk penghematan energi tanpa mengurangi produktifitas dan kenyamanan. Sementara efisiensi energi artinya perbandingan antara penggunaan energi dengan hasil produksinya bisa kenyamanan, gerak dan lain- lain. Jadi efisiensi energi yang tinggi berarti pemakaian energinya rendah tapi produksi tinggi. Dengan demikian konsep konservasi energi lebih luas dibandingkan dengan efisiensi energi.
2.2.2 Standart Tentang Manajemen Energi Dengan ISO 50001
Secara internasional standar tentang manajemen energi adalah dengan ISO 50001 Energy Management System. ISO (International Standard Organization) adalah organisasi internasional untuk standar. Sistem manajemen energi ini juga sesungguhnya tidak berdiri sendiri karena merupakan penggabungan dan harmonisasi dari sistem manajemen energi yang sudah diterapkan beberapa negara serta kawasan seperti Uni Eropa. Saat ini beberapa negara seperti Denmark, Ireland, Sweden, US, Thailand, Korea telah memiliki national energy management standar sendiri. Sementara Uni Eropa bahkan sudah p unya regional energy management standar yang sudah dipergunakan. Konsep manajemen energi
dari ISO ini mengadopsi siklus manajemen dari Deming Cycle (yang dipromosikan oleh Dr W. Edwards Deming di tahun 50-an).
2.2.3. Daya
Daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha dalam sistem tenaga listrik, daya merupakan energi yang digunakan untuk melakukan kerja atau usaha. Daya memiliki satuan Watt, yang merupakan perkalian dari tegangan (volt) dan arus (ampere). Daya dinyatakan dalam P, tegangan dinyatakan dalam V, dan arus dinyatakan dalam I (Satrio, 2011).
1. Pengertian Daya Listrik
Daya ialah banyaknya perubahan energi terhadap waktu dalam besaran tegangan dan arus (Barlian, 2013). Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan Internasional (SI) daya listrik adalah Watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/ detik). Daya listrik atau dalam bahasa inggris disebut dengan Electrical Power adalah jumlah enregi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah circuit atau rangkaian. Sumber energi seperti tegangan listrik akan menghasilkan daya listrik sedangkan beban yang terhubung denganya akan menyerap daya listrik tersebut. Daya listrik adalah tingkat konsumsi energi dalam sebuah circuit atau rangkaian listrik.
Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan h9ambatan listrik menimbulkan kerja. Berarti mengkonvensi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada setrika), cahaya (seperti pada cahaya lampu), energi kinetik (motor listrik) dan suara (pengeras suara). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpanan energi seperti baterai.
Berdasarkan konsep usaha daya listrik adalah besarnya untuk memindahkan muatan per satuan waktu atau lebih singkatnya adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik (Supriyanto, 2015). Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:
P=E/t (1) Kerterangan :
P = Daya Listrik (Watt) E = Energi Listrik (Joule) t = Waktu (Second)
Daya listrik dilambangkan dengan huruf “P” diambil dari singkatan Power. Daya listrik memiliki Satuan Internasional (SI) yaitu Watt yang disingkat dengan W. Satuan turunan Watt adalah seperti dibawah ini : 1 milli Watt = 0,001 Watt
1 kilo Watt = 1.000 Watt 1 Mega Watt = 1.000.000 Watt 2. Rumusan Daya Listrik
Hubungan daya listrik dengan tegangan listrik (voltage) dan kuat arus listrik (ampere). Persamaan untuk menghitung daya listrik dalam sebuah rangkaian listrik yang memiliki tegangan dan kuat arus listrik adalah sebagai berikut :
P=V x I (2)
Keterangan :
P = Daya Listrik (Watt) V = Tegangan (Volt) I = Kuat Arus (Ampere)
2.2.4 Dasar Teori Generator
Menurut Angryawan (2010), alat pembagi beban generator merupakan peralatan otomatis yang menyeragamkan operasi governor dalam menaikkan atau menurunkan power mesin atau daya generator sesuai perubahan bebannya, dan sangat diperlukan bila memiliki lebih dari dua generator dengan karakteristik yang berbeda yang beroperasi secara paralel.
Menurut Margiono (2013), bila suatu generator mendapatkan pembebanan yang melebihi dari kapasitasnya, maka dapat mengakibatkan generator tersebut tidak bekerja atau bahkan akan mengalami kerusakan.
Untuk mengatasi kebutuhan listrik atau beban yang terus meningkat tersebut, bisa diatasi dengan menjalankan generator lain yang kemudian dioperasikan secara paralel dengan generator yang telah bekerja sebelumnya, pada satu jaringan listrik yang sama. Keuntungan dari menggabungkan 2 generator atau lebih dalam suatu jaringan listrik adalah bila salah satu generator tiba-tiba mengalami gangguan, maka generator tersebut dapat dihentikan serta beban dialihkan pada generator lain, sehingga pemutusan listrik secara total bisa dihindari.
Kesimpulanya adalah kapal membutuhkan daya listrik yang cukup besar. Salah satu cara untuk memperoleh daya listrik yang lebih besar adalah dengan memaralelkan generator. Paralel generator adalah pengabungan dua atau lebih generator dengan cara menyamakan fasa, tegangan, dan frekuensi pada generator sehingga akan menghasilkan daya listrik yang lebih besar.
Pada generator tedatap dua bagian penting, yaitu stator dan rotor.
Stator adalah bagian yang diam pada generator biasanya dipakai untuk keluaran tegangan. Rotor adalah bagian yang bergerak pada generator di dalam stator, biasanya digunakan sebagai magnet induksi atau penginduksi.
Generator adalah mesin listrik yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip induksi magnet. Yang dimaksud dengan prinsip induksi magnet adalah saat sebuah konduktor digerakkan pada medan magnet sehingga gerakan konduktor memotong flux magnetic, maka pada konduktor akan timbul tegangan. Sehingga listrik yang timbul dalam siklus: positif- nol- negatif- nol alternating current (AC). Generator DC membalik arah arus saat tegangan negative, menggunakan mekanisme cincin-belah, sehingga hasilnya jadi siklus:
positif- nol-positif- nol direct current(DC). Pada kapal biasanya digunakan generator AC atau lebih dikenal dengan istilah alternator.
Baik pada generator DC maupun AC, kontruksi dasarnya berupa konduktor sebagai penghasil tegangan dan sebuah bagian yang
menghasilkan medan magnet. Sebagai representasi dari dua bagian tersebut, setiap generator pasti memiliki rotor dan stator. Rotor merupakan bagian yang berputar dan stator merupakan bagian yang diam. Pada generator DC, yang menghasilkan tegangan adalah rotor sedangkan pada generator AC, baik rotor maupun stator dapat menghasilkan tegangan.
Untuk generator AC dengan rotor sebagai penghasil tegangan, konstruksi hampir sama dengan generator DC hanya saja tegangan yang dihasilkan tidak disearahkan dengan komutator melainkan langsung dialirkan langsung melalui slipring dan arus penguat dialirkan menuju bagian stator. Generator dengan tipe seperti ini biasanya digunakan untuk memasok kebutuhan listrik yang tidak besar. Untuk generator AC dengan stator sebagai penghasil tegangan, arus penguat diairkan menuju rotor sehingga saat rotor berputar, terjadi medan putar. Keuntungan dari generator AC adalah tegangan yang dihasilkan dapat langsung dihubungkan dengan beban listrik dan dapat mengurangi resiko short circuit karena tidak menggunakan slipring ataupun sikat arang sebagai pengalir tegangan yang dihasilkan, karena slip ring dan sikat arang merupakan komponen yang sulit untuk di isolasi. Biasanya generator pada kapal memiliki output daya yang besar karena di kapal terdapat banyak alat yang di supply beban ke kapal tersebut.
Gambar 2.1 Konstruksi Generator Sinkron
Sumber : https://blog-definisi.blogspot.co.id/2016/02/pengertian-bagian-
bagian-generator.html
Sebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi elektrostatik atau "influence".
Generator Van de Graaff menggunakan salah satu dari dua mekanisme:
a. Penyaluran muatan dari elektrode voltase-tinggi.
b. Muatan yang dibuat oleh efek triboelektrisitas menggunakan pemisahan dua insulator.
Dinamo adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan pada abad ke-21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.
Dinamo pertama berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat peralatan dari Perancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank".
Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat.
Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati kumparan.
Undang-undang RI menetapkan, “ Untuk kepentingan keselamatan pelayaran, pada daerah perairan tertentu ditetapkan sebagai perairan wajib pandu dan perairan pandu luar biasa”. Pelayanan pemanduan dilaksanakan oleh petugas yang telah memenuhi persyaratan kesehatan, kecakapan, serta pendidikan dan pelatihan. Pemanduan terhadap kapal tidak mengurangi wewenang dan tanggung jawab nakhoda atau pemimpin kapal. Ketentuan sebagaimana dimaksud dalam ayat (1), ayat (2), dan ayat (3) diatur lebih lanjut dengan Peraturan Pemerintah.
Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, memperbaikinya dengan mengganti kumparan berputar dengan yang "toroidal", yang dia ciptakan dengan mebungkus cincin besi. Ini berarti bahwa sebagian dari kumparan terus
melewati magnet, membuat arus menjadi lancar.
2.2.5 Stator
Stator merupakan bagian yang diam (statis) dan merupakan gulungan kawat penghantar yang disusun sedemikian rupa dan ditempatkan pada alur-alur inti besi yang disebut dengan belitan jangkar.
Pada penghantar tersebut adalah tempat terbentuknya GGL induksi yang diakibatkan dari medan magnet putar dari rotor yang memotong kumparan penghantar stator.
2.2.6 Rotor
Gambar 2.2 Inti Stator dan Alur Pada Stator
Sumber : http://jokosubagyotatung.blogspot.co.id/2013/08/siste- m- pengisi-batere-dengan-kapasitas.html
Rotor merupakan bagian yang bergerak (dinamis). Rotor berfungsi untuk membangkitkan medan magnet sehingga menghasilkan tegangan kemudian akan diinduksikan ke stator. Rotor pada generator juga berfungsi sebagai tempat belitan medan (eksitasi). Dimana kumparan medan magnet disusun pada alur-alur inti besi rotor, sehingga apabila pada kumparan tersebut dialirkan arus searah (DC) maka akan membentuk kutub-kutub magnet Utara dan Selatan pada inti rotor.
Generator sinkron memiliki dua tipe rotor, yaitu :
1. Rotor Kutub Sepatu atau Menonjol (Salient Pole Rotor)
Pada rotor kutub menonjol ini mempunyai kutub yang jumlahnya banyak. Pada kumparannya dibelitkan pada tangkai kutub, dimana kutub-kutub diberi laminasi untuk mengurangi panas yang
ditimbulkan oleh arus . Pada belitan-belitan medannya dihubung seri, sehingga ketika belitan medan ini disuplai oleh eksiter, maka kutub yang berdekatan akan membentuk kutub yang berlawanan. Bentuk kutub menonjol dapat di lihat pada gambar berikut:
Gambar 2.3 Rotor Kutub Menonjol
Sumber: http://yusriallovesibuea.blogspot.com/2014/07/pengenalan- dan-pemodelan-generator.html
Rotor kutub menonjol umumnya digunakan pada generator sinkron dengan kecepatan putaran rendah dan sedang (120-400 rpm) sehingga kutub menonjol akan mengalami rugi yang besar dan mengeluarkan suara bising jika diputar dengan kecepatan tinggi.
2. Rotor Kutub Silindris (Non Salient Pole Rotor)
Rotor kutub tak menonjol ini dibuat dari plat baja berbentuk silinder yang mempunyai sejumlah slot sebagai tempat kumparan.
Karena adanya slot-slot dan juga kumparan medan pada rotor maka mengakibatkan jumlah kutub pun sedikit terbentuk. Konstruksi ini memberikan keseimbangan mekanis yang lebih baik karena rugi-rugi anginnya lebih kecil dibandingkan rotor kutub menonjol.
Rotor silinder umumnya digunakan pada generator sinkron dengan kecepatan putaran tinggi (1500 atau 3000 rpm) karena distribusi disekeliling rotor mendekati bentuk gelombang sinus sehingga lebih baik dari kutub menonjol dan juga konstruksinya memiliki kekuatan mekanik pada kecepatan putar tinggi.Gambar bentuk kutub silinder generator sinkron tampak seperti pada gambar
berikut:
Gambar 2.4 Rotor Kutub Silindris
Sumber: http://yusriallovesibuea.blogspot.com/2014/07/pengenalan- dan-pemodelan-generator.html
a. Kestabilan kecepatan Rotor
Persamaan yang mengatur gerakan rotor suatu mesin serempak didasarkan pada prinsip dasar dinamika yang menyatakan bahwa momen putar percepatan (accellerating torque) adalah hasil kali dari momen- momen kelembaman (moment of inertia) rotor dan percepatan sudutnya.
Dalam sistem unit-unit MKS dan untuk generator serempak, persamaan ini dapat ditulis dalam bentuk:
J = Ta = Tm – Te N- m (3)
Simbol-simbol di atas mempunyai arti sebagai berikut:
J = Momen kelembaman total dari massa rotor dalam kg-m2
Θm = Pergeseran sudut dari rotor terhadap suatu sumbu yang dia(stationary), dalam radian mekanis
t = Waktu, dalam detik
Ta = Momen putar percepatan bersih, dalam Nm
Tm = Momen putar mekanis atau poros (penggerak) yang diberikan oleh penggerak mula dikurangi dengan momen putar perlambatan ( retarding) yang disebabkan oleh rugi perputaran, dalam Nm
Te = Momen putar elektris atau elektromagnetis bersih, dalam Momen putar mekanis Tm dan momen putar elektris Te dianggap positif untuk generator serempak.Ini berarti bahwa Tm adalah resultan momen putar
poros yang mempunyai kecenderungan untuk mempercepat rotor dalam arah putaran θm yang positif. Untuk generator yang bekerja dalam keadaan tetap, Tm dan Te adalah sama sedangkan momen putar Ta sama dengan nol.
b. Sistem Kerja Paralel Generator
Sistem Sinkronisasi Manual Generator secara tradisional telah disinkronkan dengan cara manual. Operator secara manual menyesuaikan kecepatan penggerak utama atau titik kontrol frekuensi governor untuk mencocokkan frekuensi generator dengan frekuensi sistem. Demikian pula, operator secara manual menyesuaikan tingkat eksitasi atau titik set pengatur tegangan dari exciter untuk mencocokkan tegangan generator dengan tegangan sistem. Operator kemudian mulai menutup pemutus ketika sudut fase antara tegangan generator dan tegangan sistem mendekati 0 derajat. Operator yang baik akan menilai seberapa cepat perbedaan sudut fasa akan bersatu dan memberi energi pada kumparan dekat pemutus terlebih dahulu untuk memperhitungkan penundaan mekanisme penutupan generator breaker sehingga kontak utama membuat sedekat mungkin dengan perbedaan sudut derajat nol. . Instrumen yang memungkinkan operator untuk memvisualisasikan perbedaan tegangan, perbedaan kecepatan (slip), dan perbedaan sudut generator diperlukan bagi operator untuk melakukan tugas-tugas ini.
Instrumen- instrumen ini biasanya disediakan pada panel sinkronisasi di ruang kontrol generator ( Thompson, 2012).
Untuk melakukan operasi paralel generator maka dilakukan tahap sinkronisasi terlebih dahulu. Beberapa parameter yang harus sama untuk syarat sinkronisasi adalah:
1. Fasa 2. Frekuensi 3. Tegangan
Dengan berkembangnya teknologi maka proses sinkronisasi dapat dilakukan secara otomatis pada synchronizing panel, berikut gambar dibawah ini merupakan diagram sederhana dari alur proses sinkronisasi.
Gambar 2.5 : Main Bus 3 Phase Sumber :
https://wimboharyoanindito.wordpress.com/2012/11/29/sinkronisas i-paralel- generator.html
1.) Urutan Fasa
Untuk mengetahui sinkronisasi pada urutan dan beda fasa maka dapat dilakukan dengan metode lampu gelap - terang. Ketika urutan dan beda fasa sudah sinkron dapat dilihat pada nyala lampu untuk L1 dan L2 nyala terang, dan L3 gelap. Berikut diagram vektor dari urutan fase dan proses nyala ketiga lampu tersebut.
Gambar 2.6 : Urutan dan Beda fasa Sumber:
https://www.google.co.id/search?
=urutan+dan+beda+fasa&oq=urutan+dan+beda+fasa.html
2.) Tegangan, Frekuensi dan Synchroscope
Tegangan dan frekuensi dari generator yang akan diparalel harus bernilai sama mendekati rating bus pada generator yang telah beroperasi. Untuk memasukkan saklar sinkronisasi maka dapat melihat jarum pada synchroscope tersebut dalam posisi 0 atau arah jarum jam 12. Ini membuktikan bahwa selisish frekuensi telah bernilai 0. Untuk mensinkronasikan nilai dari tegangan antara generator yang akan diparalel maka dilakukan dengan mengatur sistem eksitasinya. Apabila tegangan generator lebih tinggi dari tegangan rating bus di sistem, maka generator akan mengalami sentakan beban M Var Lagging (induktif), pada kondisi ini generator mengirim daya reaktif ke sistem.
Sebaliknya jika tegangan generator lebih rendah dari pada tegangan sistem, mesin akan mengalami sentakan beban M Var Leading (kapasitif), artinya generator menyerap daya reaktif dari sistem ( loss of field). Berikutnya untuk Frekuensi generator juga harus bernilai sama dengan frekuensi system pada bus. Untuk mensinkronasikan frekuensi dilakukan dengan cara mengatur katup governor untuk mengatur putaran generator tersebut. Jika frekuensi generator lebih tinggi dari pada frekuensi sistem, sistem akan mengalami sentakan beban MW dari generator, artinya mesin membangkitkan dan mulai menyalurkan daya aktif (MW). Sebaliknya jika generator frekuensinya lebih rendah dari pada sistem, mesin akan mengalami sentakan MW dari sistem, artinya generator akan beroperasi menjadi motor (motoring).
Gambar 2.7 : synchroscope
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian merupakan suatu kegiatan ilmiah yang didasarkan pada analisis dan konstruksi yang dilakukan secara sistematis, metodologis, dan konsisten dan bertujuan untuk mengungkapkan kebenaran sebagai salah satu meninfestasi keinginan manusia untuk mengetahui apa yang sedang dihadapinya (Afidburhanuddin 2013).
Menurut Sugiyono (2003) dalam penyusunan karya ilmiah terapan ini, jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian kuantitatif deskriptif. Saya mengambil jenis penelitia kuantitatif deskriptif ini di karenakan penelitian kuantitatif deskriptif merupakan penelitian yang memperoleh data berbentuk angka atau data kualitatif yang diangkakan.
Data-data yang dikumpulkan dan diperoleh selama penelitian dianalisis kembali dan dipaparkan sesuai data aslinya saat penelitian. Dan data dalam penelitian ini berkaitan dengan penggunaan energi listrik di kapal, data diperoleh dari pengamatan langsung terhadap panel distribusi listrik di atas kapal lalu peneliti mencatat data-data dan dokumen yang dibutuhkan.
Wawancara terhadap pihak yang bertanggung jawab terhadap panel distribusi listirk di atas kapal, memo atau naskah lain yang berisi tentang operasional panel di kapal, foto, dan dokumen resmi lainya yang berhubungan dengan panel distribusi di kapal.
3.2 LOKASI PENELITIAN 1. Waktu Penelitian
Penelitian akan dilaksanakan ketika penulis melaksanakan praktek layar diatas kapal kurang lebih 1 tahun. Dengan tujuan bisa menjawab dan melakukan observasi secara langsung tentang rumusan masalah yang ada.
Sehingga pada bagian akhir penulis bisa memperoleh kesimpulan atas semua masalah yang ada pada proposal ini.
3.3 JENIS DAN SUMBER DATA 1. Jenis data
Dalam penulisan proposal dengan judul Analisa Sistem Kontrol Pada Steering Gear Hidrolik Di Kapal. Penulis menggunakan jenis data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data kualitatif, yang diperoleh melalui bentuk variabel berupa informasi sekitar pembahasan baik secara lisan maupun tulisan.
Jenis data-data yang digunakan dalam menunjang pembahasan penulisan karya ilmiah terapan ini diperoleh data dan sumber data dari:
a. Data primer
Data primer merupakan data yang diperoleh dari tempat penelitian yang terdiri atas observasi secara langsung dan hasil wawancara dengan narasumber yaitu Electrician ditempat penulis praktek laut di atas kapal.
Observasi dan wawancara tersebut yaitu metode yang dilakukan secara langsung pada bagian sistem kontrol khususnya bagian steering gear hidrolik yang merupakan kaitan dari judul yang penulis angkat pada penulisan karya ilmiah terapan ini. Berdasarkan pada pengalaman pada waktu penulis mengadakan praktek laut di kapal.
b. Data sekunder
Data sekunder merupakan data pelengkap dari data primer yang didapat dari sumber manual book atau foto- foto terdahulu yang dapat digunakan sebagai sumber informasi serta hal- hal lain yang berhubungan dengan penelitian ini.
2. Sumber Data
Adapun data-data yang digunakan dalam penulisan karya ilmiah terapan ini didapat dari :
a. Buku-buku yang berhubungan dengan sistem kontrol yang didapat di perpustakaan.
b. Literatur- literatur yang didapat dari internet.
c. Melalui wawancara langsung dengan crew atau orang yang paham tentang sistem kontrol pada steering gear hidrolik.
3.4 PEMILIHAN INFORMAN
Berdasarkan rumusan masalah yang penulis lakukan sebelumnya, maka dalam penulisan Karya Ilmiah Terapan ini dibutuhkan suatu pengamatan.
Sehingga mampu mendapatkan data yang benar sesuai dengan judul yang penulis ambil. Disini penulis memilih informan yaitu KKM dan masinis serta Electrician yang sudah berpengalaman mengenai study saya.
3.5. TEKNIK PENGUMPULAN DATA
Teknik pengumpulan data ada beberapa macam tergantung dari bagaimana penyampaian hasil penelitian tersebut nantinya. Agar tulisan dapat memenuhi kriteria-kriteria yang diwajibkan, maka harus dilengkapi dengan teknik pengumpulan data lebih dari satu. Adapun beberapa teknik pengumpulan data yang dapat dilakukan berupa :
1. Analisi mengenai daya listrik yang dibutuhkan kapal pada seiap kondisi operasional kapal yaitu sandar atau labuh,manuver dan berlayar dengan menggunakan perangkat lunak open source.
2. Simulasi pembagian beban tiap generator yang terpakai dalam setiap kondisi sesuai ketersediaan kapasitas generator set yang ada menggunakan metode Dynamic programming.
3. Menentukan konsumsi bahan bakar yang paling efisien dengan metode Dynamic programming dengan bantuan perangkat lunak open source.
3.6 TEKNIK ANALISIS DATA 1. Reduksi Data
Reduksi data diartikan sebagai upaya merangkum dan proses pemilihan, pemusatan perhatian pada penyederhanaan dan transformasi data kasar yang muncul dari catatan-catatan tertulis dilapangan. Reduksi dilakukan sejak pengumpulan data dimulai dengan membuat ringkasan, mengkode, menelusur tema, membuat gugus- gugus, menulis memo dan sebagainya dengan maksud menyisihkan data/informasi yang tidak relevan.
2. Penyajian Data
Setelah data di reduksi, langkah analisis selanjutnya adalah
penyajian data. Penyajian data merupakan sebagai sekumpulan informasi tersusun yang memberikan kemungkinan adanya penarikan kesimpulan dan pengambilan tindakan (Miles dan Huberman, 1992 : 17).
Penyajian data diarahkan agar data hasil reduksi terorganisaikan, tersusun dalam pola hubungan sehingga makin mudah dipahami.
Penyajian data dapat dilakukan dalam bentuk uraian naratif, bagan, hubungan antar kategori serta diagram alur.
Penyajian data dalam bentuk tersebut mempermudah peneliti dalam memahami apa yang terjadi. Pada langkah ini, peneliti berusaha menyusun data yang relevan sehingga informasi yang didapat disimpulkan dan memiliki makna tertentu untuk menjawab masalah penelitian.
Penyajian data yang baik merupakan satu langkah penting menuju tercapainya analisis kualitatif yang valid dan handal. Dalam melakukan penyajian data tidak semata- mata mendeskripsikan secara naratif, akan tetapi disertai proses analisis yang terus menerus sampai proses penarikan kesimpulan. Langkah berikutnya dalam proses analisis data kualitatif adalah menarik kesimpulan berdasarkan temuan dan melakukan verifikasi data.
3. Verifikasi dan Penegasan Kesimpulan
Merupakan kegiatan akhir dari analisis data. Penarikan kesimpulan berupa kegiatan interpretasi, yaitu menemukan makna data yang telah disajikan. Selanjutnya data yang telah dianalisis, dijelaskan dan dimaknai dalam bentuk kata-kata untuk mendiskripsikan fakta yang ada di lapangan, pemaknaan atau untuk menjawab pertanyaan penelitian yang kemudian diambil intisarinya saja.
Berdasarkan keterangan di atas, maka setiap tahap dalam proses tersebut dilakukan untuk mendapatkan data dengan menelaah seluruh data yang ada dari berbagai sumber yang telah didapat dari lapangan dan dokumen pribadi, dokumen resmi, gambar, foto dan sebagainya melalui metode wawancara yang didukung dengan studi dokumentasi.
DAFTAR PUSTAKA
Arief, Yuslan. (2012). Pengertian Motor Listrik(online), (http://yuslam- arief.blogspot.com/2012/03/generator-listrik-adalah-sebuah-alat.html, Diaksestanggal 26 Mei 2018).
Barlian. (2013) .Energi dan Daya Listrik
(online),(http://eprints.polsri.ac.id/3807/3/FILE%20III.pdf , Diaksestanggal22 Mei 2018).
Cekdin, Cekmas dan Taufik Barlian. 2013. Rangkaian Listrik. Yogyakarta: Andi Yoyakarta.
Hadisasono, Kondang. (2001). AlatPembagi Beban Generator (online), (http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1093850391, Diaksestanggal10 Mei 2018).
Ferry, Dimas. (2016). Pembagian Beban PadaOperasiParalel Generator di AtasKapal: PoliteknikPelayaran Surabaya.
Marzuki, Ismail. (2016). OptimalisasiPengoperasian Generator Singkron:
PoliteknikPelayaran Surabaya.
Michael J. Thompson (2012), Fundamentals and Advancements in Generator Synchronizing Systems, SEL Journal of Reliable Power, Volume 3, Number 1.
Priandika. (2013). Generator Induksi
(online),(http://backupkuliah.blogspot.com/2013/06/generator- induksi_2765.html, Diaksestanggal24 Mei 2018).
Satrio, Eko Nurhadi. (2011). Daya Aktif, Reaktif dan Nyata (online), (https://electrical17.wordpress.com/2011/03/05/247/. Diaksestanggal 03 Mei 2018).
Sugiyono. 2012. MetodePenelitianPendidikanPendekatanKuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: ALFABETA. 2012
Sukmadinata, Nana Syaodih. 2011. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung : PT.
Remaja Rosdakarya.
Supriyanto. (2015). Pengertian Daya Listrik dan Rumus Menghitung Daya Listrik (online),(https://teknikelektronika.com/pengertian-daya-listrik-rumus- cara-menghitung/ , Diaksestanggal 24 Mei 2018).
