- 1 -

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangKebutuhan energi di Indonesia khususnya dan dunia pada

umumnya terus meningkat karena pertambahan penduduk, pertumbuhanekonomi dan pola konsumsi energi itu sendiri yang senantiasameningkat. Sedangkan energi fosil yang selama ini merupakan sumberenergi utama ketersediaannya sangat terbatas dan terus menipis.Menurut Blueprint Pengelolaan Energi nasional yang dikeluarkan olehDepartemen Energi dan Sumber Daya Mineral (DESDM) pada tahun2005, cadangan minyak bumi di Indonesia pada tahun 2004 diperkirakanakan habis dalam kurun waktu 18 tahun dengan rasio cadangan/produksipada tahun tersebut. Sedangkan gas diperkirakan akan habis dalamkurun waktu 61 tahun dan batubara 147 tahun, seperti yangdiperlihatkan tabel 1.1 dibawah ini.

Tabel 1.1 Cadangan Energi Fosil [3]Jenis Energi Fosil Cad/Prod

Indonesia DuniaMinyak 18 Tahun 18 TahunGas 61 Tahun 60 TahunBatu bara 147 Tahun 200 Tahun

Sumber: DESDM (2005). WEC (2004)

Rasio antara cadangan dan produksi untuk energi fosil di duniadiperlihatkan juga dalam tabel tersebut sebagai bahan rujukan. Perkiraanrasio ini dihitung berdasarkan jumlah penduduk dan pola konsumsienergi pada saat itu. Apabila mempertimbangkan laju pertumbuhanpenduduk yang eksponensial dan konsumsi energi yang terus meningkat,tentunya kurun waktu tersebut dapat diperkirakan akan jauh lebih cepatlagi.

Upaya-upaya pencarian sumber energi alternatif selain fosilmenyemangati para peneliti di berbagai negara untuk mencari energilain yang kita kenal sekarang dengan istilah energi terbarukan. Energiterbarukan dapat didefinisikan sebagai energi yang sangat cepat dapatdiproduksi kembali melalui proses alam. Salah satu energi terbarukanyang berkembang pesat di dunia saat ini adalah energi angin. Energi

- 2 -

angin merupakan energi terbarukan yang sangat fleksibel. Energi angindapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya pembangkitlistrik tenaga bayu, pemompaan air untuk irigasi, pengering ataupencacah hasil panen, aerasi tambak ikan/udang. Beberapa kelebihanpembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) antara lain: sumbernya relatifmudah didapat, dapat diperoleh dengan gratis, minim limbah, tidakmempengaruhi suhu bumi secara global, dan tidak terpengaruh olehkenaikan harga bahan bakar. Selain itu, pemanfaatan energi angin dapatdilakukan dimana-mana, baik di daerah landai maupun dataran tinggi,bahkan dapat diterapkan dilaut. Oleh karena itu, penulis dalam Tugasakhir ini mengambil tema yang berkaitan dengan energi terbarukan yaitudoubly-fed induction generator dalam aplikasi pembangkit listrik tenagabayu.

1.2 PermasalahanPermasalahan yang timbul dalam tugas akhir ini adalah

bagaimana memodelkan DFIG (Doubly-Fed Induction Generator)sebagai pembangkit listrik tenaga bayu. Bagaimana harmonisa yangdihasilkan oleh sistem DFIG pada sistem tenaga listrik, selanjutnyasimulasi dan analisis harmonisa DFIG setelah dipasang filter.

1.3 Batasan PermasalahanUntuk menyelesaikan masalah dalam tugas akhir ini, maka

perlu diberi batasan-batasan dan asumsi sebagai berikut :1. Dalam tugas akhir ini desain dilakukan melalui pemodelan dan

simulasi sistem dengan menggunakan software matlab/simulinkversi R2008b.

2. Model generator induksi yang digunakan untuk simulasi adalahmodel Doubly-Fed Induction Generator (DFIG) padapembangkit listrik tenaga bayu.

1.4 TujuanAdapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah1. Memodelkan sistem DFIG pada pembangkit listrik tenaga bayu.2. Menganalisis sistem DFIG dan harmonisa yang dihasilkan.3. Mengetahui harmonisa dari sistem DFIG pada PLTB setelah

dipasang filter.

- 3 -

1.5 MetodologiMetodologi yang akan digunakan pada penelitian tugas akhir

ini adalah sebagai berikut:1. Studi literatur

Studi literatur dilakukan dengan membaca buku dan melakukanbrowsing mengenai generator induksi dan hal-hal yang berkaitandengan tugas akhir ini.

2. Pemodelan dan simulasiMemodelkannya dan melakukan simulasi generator induksi

3. Analisis dan perhitunganMelakukan analisis dan perhitungan harmonisa pada PLTB

4. Penulisan buku tugas akhirPenulisan laporan dilakukan sebagai penggambaran kesimpulan daritugas akhir ini. Kesimpulan tersebut merupakan jawaban daripermasalahan yang dianalisis. Selain itu juga akan diberikan saransebagai masukan berkaitan dengan apa yang telah dilakukan.

1.6 Sistematika Penulisan1. BAB I : Pendahuluan

Berisi tentang latar belakang, permasalahan yangdibahas, batasan permasalahan, tujuan, Metodologi,dan sistematika penulisan tugas akhir dan relevansi.

2. BAB II : Konsep tentang energi angin, daya energi angin, turbinangin, teknologi turbin angin, komponen PLTB,prinsip kerja PLTB, konversi energi elektromagnet,medan magnet dan medan listrik, mesin induksi,prinsip kerja mesin induksi, IGBT (Insulated GateBipolar Transistor) , Penyearah Diode.

3. BAB III : Berisi tentang sistem turbin angin, turbin anginkecepatan variabel, turbin angin kecepatan variabeldengan Doubly-Fed Induction Generator, sistemDoubly-Fed Induction Generator untuk turbin angin,rasio putaran stator dan rotor, penurunan rugi-rugimagnetisasi, perbandingan dengan sistem turbin yanglain, model matematis sistem DFIG, sumber-sumberharmonisa, pengaruh harmonisa, distorsi harmonisa,penyelesaian masalah harmonisa, filter harmonisa.

- 4 -

4. BAB IV : Berisi tentang model turbin angin, model generatorinduksi, komponen dan parameter pemodelan, analisismodel sistem Doubly-Fed Induction Generator,Harmonisa tegangan dan arus di bus 575 volt dan 25kiloVolt dari sistem DFIG, nilai steady state masing-masing unit.

5. BAB V : PenutupMerupakan penutup dari penulisan buku tugas akhiryang terdiri dari kesimpulan keseluruhan pembahasanyang telah dilakukan serta saran.

1.7 RelevansiHasil yang diperoleh dari tugas akhir ini diharapkan dapat

memberi manfaat sebagai berikut:a) Menjadi referensi bagi individu atau lembaga perusahaan listrik

dalam mengoperasikan pembangkit listrik tenaga bayu.b) Mengetahui karakteristik dan cara kerja sistem DFIG pada

pembangkit tenaga listrik bayuc) Memberikan tambahan ilmu dan masukan bagi penelitian

mengenai hal-hal yang berhubungan dengan penggunaangenerator induksi pada aplikasi pembangkit listrik tenaga bayu.