JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2013

(ME – 091329)

Presentasi Skripsi

ANALISA PENGARUH BEBAN INDUKTIF DAN RESISTIF PADA GENERATOR INDUKSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT ( PLTGL )

Sang Lanang Saddamullah

4209100048

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

LATAR BELAKANG

Luasnya wilayah geografi Indonesia merupakan sebuah tantangan tersendiri bagi kemajuan atau pengembangan energi yang ada, terutama isu mengenai pengembangan energi listrik mandiri, dimana hal ini dipicu oleh ketidak kemerataan suplai listrik keseluruh bagian yang ada di Indonesia , terutama daerah daerah terpencil yang relatif sulit dijangkau untuk pensuplaian listrik. Teknologi yang sekarang berkembang yang memanfaatkan energi alam yang tersedia merupakan sebuah alternatif yang di suguhkan mulai dari eneri angin, gelombang laut, sampai arus aliran sungai. Pemanfaatan energi tersebut sampai saat ini terus dikembangkan, salah satunya penyerapan atau pemanfaatan energi tersebut terus dikembangkan, namun dikarenakan berbagai kondisi baik lingkungan, sosial, serta mempertimbangkan ke ekonomisan sehingga diharapkan tenologi ini dapat dimanfaatkan oleh masyarakat yang ada. Sebuah teknologi terapan yang saat ini dikembangkan salah satunya adalah pemanfaatan motor induksi menjadi generator induksi.

PERUMUSAN MASALAH

Penggunaan generator induksi ini sebagai sumber listrik cukup tinggi di daerah daerah terpencil dengan memanfaatkan dari kelebihan yang ada. Namun demikian kompleknya kebutuhan yang semakin meningkat pastinya akan berpengaruh terhadap jenis jenis beban yang harus ditanggung oleh generator induksi ini. Dengan perbedaan jenis beban maka akan berpengaruh terhadap kinerja dari generator induksi.

BATASAN MASALAH

Untuk mengecilkan ruang lingkup penelitian dan memfokuskan untuk permasalahan yang akan dianalisa dalam skripsi kali ini, maka

permasalahan akan dibatasi sebagai berikut:

1. Yang di analisa hanya pada beban resistif serta beban induktif 2. Analisa yang diambil sebatas lingkup laboratorium

TUJUAN DAN MANFAAT

Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan skripsi ini adalah antara lain :

1. Dapat mengetahui pengaruh beban resistif pada generator induksi. 2. Dapat mengetahui pengaruh beban induktif pada generator

induksi.

Dari penilitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi berbagai pihak yang membutuhkan. Adapun manfaat yang diperoleh antara lain :

1. Dapat mengetahui karakteristik generator induksi terhadap beban resistif.

2. Dapat mengetahui karakteristik generator induksi terhadap beban induktif.

Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut

Pembangkit listrik tenaga gelombang laut merupakan sebuah pengembangan teknologi untuk menghasilkan tenaga listrik yang bersumber dari energi gelombang laut. Gelombang laut merupakan energi dalam transisi, merupakan energi yang terbawa oleh sifat aslinya. Prinsip dasar terjadinya gelombang laut adalah sebagi berikut

“Jika ada dua massa benda yang berbeda kerapatannya ( densitasnya) bergesekan satu sam lain, maka pada bidang geraknya akan terbentuk gelombang” (Waldopo dalam I Wayan Arta, 2010)

Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut

Gelombang merupakan gerakan naik turunnya air laut. Hal ini sesuai dengan gambar dibawah ini

Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut

Terjadinya gelombang akibat dipengaruhi oleh kecepatan angin sesuai dengan gambar dibawah ini

Oscillating Water Column

Teknologi ini merupakan pemanfaatan gelombang laut sebagai pembangkit tenaga listrik, dimana dalam teknologi ini memakai kolom osilasi. pada teknologi alat ini terdapat sebuah pintu OWC yang nantinya dipergunakan untuk menangkap gelombang laut, pada saat gelombang laut masuk kedalam ruang osilasi maka akan terjadi fluktuasi gelombang didalamnya, dikarenakan di dalam ruang osilasi tersebut terdapat ruang kedap air sehingga fluktuasi gelombang laut tadi akan memberikan sebuah compresses dan

Energi yang dapat di konversi oleh OWC

Berdasarkan penelitian I Wayan Arta tentang pemanfaatan OWC pada perairan Bali dimana menghasilkan sejumlah energi yang dapat dikonversi menjadi daya listrik sesuai dengan tabel dibawah ini

Motor Induksi

Motor merupakan motor listrik arus bolak balik yang mengkonversi energi elektrik ke energi mekanik. Salah satu jenis yang banyak dipakai adalah motor asinkron atau motor induksi. Dikatakan sebagai motor induksi karena motor baru bisa bekerja bila rotor terinduksi oleh medan putar, motor asinkron adalah motor yang bekerja karena adanya perbedaan antara ns dan nr, sedangkan pengertian dari motor slip yaitu motor yang dapat berputar apabila memenuhi syarat ns < nr.

Beberapa kelebihan dari motor induksi adalah:

 Konstruksinya sangat sederhana dan kuat

 Harganya relatif murah

 Keandalannya tinggi

 Efisiensinya relatif tinggi pada keadaan nominal

 Pemeliharaan motor mudah

Sedangkan kekurangan dari motor induksi adalah:

 Pengaturan putaran sulit

 Faktor daya rendah ( lagging )

Generator Induksi

Pada motor induksi, kecepatan putar rotor (n) selalu lebih kecil dari kecepatan sinkron (n_s). Tetapi pada generator induksi, kecepatan putar rotor harus dibuat lebih besar dari kecepatan sinkron ( n > n_s ) sehingga energi listrik akan dikembalikan pada sistem jala-jala. Dengan kata lain, pada generator induksi, slip selalu dalam keadaan negatif.

Proses perubahan motor induksi menjadi generator induksi membutuhkan daya reaktif atau daya magnetasi untuk membangkitkan tegangan pada terminal keluarannya. Disini yang berfungsi sebagai penyedia daya reaktif adalah kapasitor yang besarnya disesuaikan dengan kebutuhan daya reaktif yang dibutuhkan.

PEMBEBANAN

Pada saat generator dibebani akan terjadi drop tegangan sebelum terminal outputnya. Besaran drop tegangan ini sangat tergantung pada kondisi

beban yang ada.

Adapun macam macam drop tegangan tersebut yaitu :

•Drop tegangan akibat tahan jangkar (IRa)

•Drop tegangan akibat reaktansi Jangkar (IXa)

•Drop tegangan akibat flux bocor

Penggabungan antara reaktansi jangkar dan flux bocor sering disebut sebagai reaktansi sinkron (Xs = Xl + Xa).

RESISTIF

Faktor daya yang generator bernilai Cos φ = 1 adalah apabila generator

diberi beban bersifat resistif. Sifat beban resistif adalah arus beban resistif sefasa dengan tegangannya.

Keterangan :

Eo = Tegangan yang terangkat pada kumparan jangkar (tegangan beban nol)

E = Emf induksi beban V = Tegangan terminal

INDUKTIF

Faktor daya generator bernilai Cos φ = Lagging

Faktor daya generator dapat bernilai lagging apabila generator dibebani beban yang bersifat induktif. Beban induktif adalah beban yang mayoritas komponen penyusunnya adalah gulungan-gulungan kawat yang dapat

menghasilkan medan magnet/induktor. Contohnya adalah kumparan, motor listrik, lampu TL.

PENGUMPULAN DATA

Data yang diambil setiap kali pembebanan adalah :

• Data besarnya arus ketika beban resistif

• Data besanya tegangan ketika beban resistif

• Data besarnya daya ketika beban resistif

• Data besarnya RPM ketika beban resistif

• Data besarnya arus ketika beban induktif

• Data besanya tegangan ketika beban induktif

• Data besarnya daya ketika beban induktif

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Data generator induksi yang dilakukan pembebanan : Beban resistif

Lampu pijar 6 buah @ 10 Watt Beban induktif

Lampu TL 6 buah @ 10 Watt

PENGAMBILAN DATA

• kapasitor konstan , kenaikan beban secara beraturan

• kapasitor konstan , penurunan beban secara beraturan

• kapasitor konstan, kenaikan beban secara tiba-tiba

• kapasitor konstan, penurunan beban secara tiba-tiba

• kapasitor konstan, tegangan konstan, kenaikan beban secara beraturan

• kapasitor konstan , putaran konstan, kenaikan beban secara beraturan

ANALISA GRAFIK RESISTIF

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 220 215 210 205 200 195 190 A rus B eba n Tegangan

Tegangan vs Arus Beban

75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK RESISTIF

2800 2850 2900 2950 3000 3050 3100 220 215 210 205 200 195 190 R PM Tegangan Tegangan vs RPM 75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK RESISTIF

0 0.5 1 1.5 2 2.5 10 20 30 40 50 60 C os phi Beban

Beban vs Cos Phi

75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK RESISTIF

180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 60 50 40 30 20 10 0 T eg an gan Beban Beban vs Tegangan 75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK RESISTIF

kapasitor konstan, tegangan konstan 220 V, kenaikan beban secara beraturan 2940 2990 3040 3090 3140 0 10 20 30 40 50 60 R PM Beban Beban vs RPM 75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK INDUKTIF

0 50 100 150 200 250 0 10 20 30 40 50 60 T eg an gan Beban Beban vs Tegangan 75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK INDUKTIF

2900 2950 3000 3050 3100 3150 3200 3250 3300 220 213 208 201 198 190 186 R PM Tegangan Tegangan vs RPM 75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK INDUKTIF

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10 20 30 40 50 60 C os Phi Beban

Beban vs Cos Phi

75 µf 80 µf

ANALISA GRAFIK INDUKTIF

kapasitor konstan, tegangan konstan 220 v, kenaikan beban secara beraturan 2850 2900 2950 3000 3050 3100 3150 3200 3250 3300 3350 0 10 20 30 40 50 60 R PM Beban Beban vs RPM 75 µf 80 µf

PENERAPAN PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

GELOMBANG LAUT

Meninjau dari aplikasi pemanfaatan energi laut yang telah ada salah satunya yaitu Oscillating water column , dimana energi yang dimanfaatkan adalah udara tekan yang berasal dari naik turunnya air laut di dalam ruang column

yang dimanfaatkan untuk memutar turbin. Jika udara tekan tersebut langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin maka dimungkinkan akan terjadi fluktuatif rpm pada turbin, hal ini dikarenakan besar kecilnya tekanan yang akan memutar turbin tergantung dari tinggi rendahnya air laut di dalam column. Sehingga untuk memperoleh tekanan yang kontan maka tekanan hasil naik turunnya air laut di dalam column harus disimpan dahulu pada sebuah tangki

resevoar sebelum di pergunakan untuk memutar turbin. Sehingga nantinya tekanan yang dikeluarkan dari tangki resevoar untuk memutar turbin diharapkan konstan dan menghasilkan putaran yang stabil pula.

KELEMAHAN GENERATOR INDUKSI

Ketika beban induktif maksimal 60 watt maka tegangan telah turun pada 170 - 180 v, dengan penurunan yang cukup besar tersebut mengakibatkan jika penambahan beban lagi maka beban tersebut tidak dapat menyala, berdasarkan percobaan lampu TL yang dipergunakan, lampu tersebut dapat menyala dalam rentang voltage 170 v – 220 v. Jika kurang dari 170 v maka lampu tersebut tidak akan menyala.

Panas yang timbul pada generator induksi ketika dilakukan pembebanan secara terus menerus merupakan sebuah kerugian yang besar terhadap kinerja dari generator induksi ini, panas yang timbul dimungkinkan dikarenakan generator induksi menerima beban yang cukup besar ketika adanya perubahan beban yang bervariasi baik beban resistif maupun Induktif.

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan dan hasil analisa dari percobaan yang telah dilakukan dengan menggunakan generator induksi, maka dapat ditarik sebuah kesimpulan sebagai berikut :

• Penggunaan beban resistif akan mengakibatkan perubahan rpm dari generator induksi dimana perubahan beban berbanding terbalik dengan perubahan rpm.

• Beban resistif yang dipergunakan untuk membebani generator induksi akan memberikan pengaruh pada perubahan tegangan output dari generator

induksi, dimana perubahan beban berbanding terbalik dengan perubahan tegangan output generator induksi

• Pengaruh pemakaian kapasitas kapasitor yang lebih besar akan memberikan penurunan terhadap arus beban yang mengalir pada beban resistif berkurang.

• Pemakaian kapasitas kapasitor yang lebih besar akan memberikan perbaikan faktor daya yang lebih tinggi pada saat pembebanan resistif, dimana faktor daya cenderung leading.

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan dan hasil analisa dari percobaan yang telah dilakukan dengan menggunakan generator induksi, maka dapat ditarik sebuah kesimpulan sebagai berikut :

• Penurunan rpm dari generator induksi saat pembebanan resistif akan lebih besar jika kapasitas kapasitor yang terpasang pada generator induksi lebih besar pula.

• Penggunaan beban induktif akan mengakibatkan kenaikan rpm pada generator induksi

KESIMPULAN

Perbandingan karakteristik dari generator induksi dengan generator sinkron memiliki kesamaan ketika dibebani dengan beban resisitif, Yaitu :

• Perubahan beban berbanding terbalik dengan perubahan tegangan

• Perubahan beban berbanding terbalik dengan rpm generator

• Perubahan beban berbanding lurus dengan perubahan arus beban

Karakteristik dari generator induksi dengan generator sinkron memiliki kesamaan ketika dibebani dengan beban induktif, yaitu :

• Perubahan beban berbanding terbalik dengan perubahan tegangan

• Perubahan beban berbanding lurus dengan perubahan arus beban

Perbedaan karakteristik generator induksi terhadap generator sinkron terdapat pada pembebanan induktif dimana disaat beban dinaikan pada generator induksi maka akan terjadi kenaikan dari RPM generator, hal ini berbeda dengan karakteristik dari generator sinkron yang mana RPMnya akan turun

SARAN

1. Untuk menganalisa pengaruh pembebanan resistif dan induktif

disarankan untuk menganalisa juga mengenai effisiensi keluaran dari generator induksi.

2. Penelitian ini menggunakan generator induksi 1 phasa maka

pembebanan yang dilakukan tidak dapat terlalu besar karena terbatas pada daya keluaran generator. Sehingga disarankan penelitian

kedepannya untuk menganalisa pembebanan pada generator induksi 3 phasa dengan tingkat pembebanan yang lebih besar lagi.

3. Berdasarkan penelitian ini terjadi penurunan tegangan yang cukup besar setiap kenaikan beban, sehingga disarankan penelitian