GENERATOR DC MAGNET PERMANEN BARRIUM FERITE PUTARAN RENDAH UNTUK APLIKASI LISTRIK TENAGA ANGIN MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT METHODE MAGNETICS (FEMM) SOFTWARE

Magnet merupakan salah satu komponen yang sangat penting dalam suatu Generator. Fungsinya adalah untuk menghasilkan fluks magnetik yang akan dipakai untuk membangkitkan ggl induksi pada kumparan yang telah dipasang. Untuk membangkitkan ggl induksi maka diperlukan perubahan jumlah fluks magnet yang mengenai kumparan Perubaha nfluks magnetik tersebut dilakukan dengan proses gerakan berputar. Dalam tugas akhir ini, dibuat perancangan model generator DC dengan menggunakan magnet permanen generator (PMG) Barrium Ferrit untuk aplikasi listrik tenaga angin. Perancangan dilakukan dengan simulasi menggunakan bantuan Finite Element Methode Magnetics (FEMM) software untuk mengetahui sebaran fluks magnetnya. Perancangan dilakukan untuk 2 model generator yaitu tipe Axial Fluks Magnetik (AFM) dan Radial Fluks Magnetik (RFM).Berdasarkan hasil pendesainan dan hasil simulasi, disimpulkan bahwa desain yang sesuai dengan keadaan dan kemampuan angin di Indonesia yang memilki kemampuan memutar turbin rata-rata pada 200-300 rpm adalah dengan menggunakan jumlah kutub 12 dan dipasang pada frekwensi tegangan 50 Hz. Untuk keadaan tersebut dihasilkan kisaran besaran tegangan keluaran yang berbeda untuk masing-masing desain, untuk tipe Axial Fluks Magnetic (AFM) tegangan keluaran yang dihasilkan berkisar 1,466 volt sedangkan untuk tipe Radial Fluks Magnetic (RFM) akan tegangan keluaran berkisar 9,327 volt.

APLIKASI MOTOR DC UNTUK ELEKTRIKPROPULSION

Motor DC sebagai Penggerak KapalMotor listrik DC yang digunakan sebagai tenaga penggerak utama, biasanya digunakan pada kapal-kapal dengan kemampuan manuver yang tinggi, kapal khusus, kapal dengan daya tampung muatan yang besar, dan kapal yang menggunakan penggerak mula non-reversible. Perkembangan prime mover untuk penggerak utama di kapal mengalami perkembangan yang sangat pesat sejak ditemukannya uap oleh J. Watt, mesin diesel oleh Rudolf Diesel serta turbin gas oleh Brayton. Pada tahun-tahun awal berbagai penemuan mengenai ketiga prime mover hanya berkisar pada penyempurnaan sistem kerja. Dan pada dewasa ini berbagai perkembangan menjurus pada penggunaan emisi gas buang. Pada mesin diesel pengaturan putaran dan pembalikan putaran sangat dimungkinkan. Tetapi pada proses pembalikan putaran pada mesin diesel membutuhkan waktu yang relatif lebih lama jika ditinjau mulai dari putaran normal. Untuk turbin uap dan turbin gas pengaturan putaran mempunyai range yang sangat sempit dari putaran normal. Dan untuk membalikkan putaran pada kedua jenis prime mover tersebut sangatlah tidak mungkin.Berdasarkan pada fakta diatas maka para engineer mengembangkan sistem yang merupakan gabungan dari ketiga prime mover tersebut dengan motor listrik yang selanjutnya disebut dengan Electric Propulsion. Pada sistem electric propulsion, ketiga prime mover menggerakkan generator dan selanjutnya generator mensuplai listrik yang digunakan untuk memutar motor listrik. Jenis motor listrik yang digunakan disesuaikan dengan type atau fungsi kapal tersebut dalam eksplotasinya. Pada umumnya kapal yang mempunyai kegunaan khusus yang menggunakan motor DC dan untuk kapal niaga yang berorientasi profit pada umumnya menggunakan motor AC. Misalnya untuk kapal pemecah es (ice breaker) menggunakan motor DC dalam hal ini dikarenakan torsi yang diperlukan propeller sangat besar. Sebagai contoh kapal pemecah es SHIRASE yang berbobot mati (dead weight) 19.000 ton menggunakan 6 buah motor DC (3 propeller) yang digerakkan oleh 6 motor diesel (6x 3.680 Kw) dengan tegangan 715 V pada putaran 120/165 rpm (tachibana dkk, 1985). Selain kapal type ice breaker, kapal yang menggunakan prime mover motor DC adalah kapal oceanographic (Agor 23, Maruta Jaya 900) dan cable ship (Global Link dan Sentinel) serta kapal keruk/dredger (Hurley). Sedangkan untuk kapal yang tidak memerlukan torsi yang besar dalam eksploitasinya menggunakan motor AC yakni pada type kapal-freight carriers, car carrier dan Yacths (Osbourne, 1944). Propulsi motor AC juga digunakan pada kapal type Cruiser (Crystal Harmony). Tetapi pada masalah-masalah tertentu misalnya kapal pariwisata dengan menggunakan sumber energi alternatif tenaga surya lebih simple jika menggunakan motor listrik DC sebagai penggerak (Hadi, 1998). Pada sistem electric propulsion baik dengan motor AC maupun DC perlu memperhatikan hal-hal yang berhubungan dengan motor listrik antara lain arus awal, metode pengaturan kecepatan, metode pembalikan putaran dan lain-lain.Sistem propulsi motor listrik mempunyai banyak keuntungan utama dibandingkan sistem propulsi lain. Keuntungan sistem ini adalah investasi awal yang tidak terlalu besar, menghemat tempat, lebih ringan dan sedikit kehilangan power pada sistem transmisi dibandingkan dengan sistem propulsi tipe lain. Hubungan elektrik antara generator dan motor propulsi lebih leluasa dalam penempatan peralatan dalam ruangan jika dibandingkan dengan sistem propulsi yang lain. Selain itu dapat menggunakan berbagai penggerak utama seperti diesel, turbin gas, turbin uap, dan hasil keluarannya dapat lebih mudah digabung dibandingkan dengan sistem mekanik. Untuk tipe penggerak mula tidak langsung, penggerak elektrik mempunyai keuntungan dapat membalikkan putaran propeller dengan relatif lebih mudah kontrolnya. Dalam beberapa kasus yang masih dalam tahap pengembangan, power yang dibutuhkan oleh propeller dengan menggunakan beberapa penggerak mula dengan tipe medium dan high speed, sistem penggerak elektrik mampu memecahkan persoalan ini tanpa menggunakan kopling mekanik.Dalam pengontrolan putaran propeller dan arah putaran, sistem elektrik propulsion mempunyai gambaran yang lebih atraktif, hal ini berkaitan dengan letak remote ataupun kontrolnya dapat dilakukan secara manual atau dengan bantuan propeller. Sistem penggerak elektrik dalam aplikasinya mempunyai kemudahan dalam hal kontrol, fleksibilitas rencana umum dan dapat menggunakan bermacam-macam penggerak mula untuk generatornya.