Oleh Armop Setyawan NIM: 612011802 · 2017. 2. 9. · sebesar 7,30 Watt. Dari ketiga turbin ini...

ALAT PERAGA MATA KULIAH

ENERGI BARU DAN TERBARUKAN

“MARINE CURRENT TURBINES”

Oleh

Armop Setyawan

NIM: 612011802

Skripsi

Untuk Melengkapi Salah Satu Syarat Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektronika

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Agustus 2015

ALAT PERAGA MATA KULIAH

ENERGI BARU DAN TERBARUKAN

“MARINE CURRENT TURBINES”

Oleh :

Armop Setyawan

NIM : 612011802

Skripsi ini telah diterima dan disahkan

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

dalam

Konsentrasi Teknik Elektronika

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Disahkan oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

Deddy Susilo, M.Eng. Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng.

Tanggal : Tanggal :

INTISARI

Perancangan dan penelitian dalam skripsi ini adalah untuk merealisasikan

alat peraga Mata Kuliah Energi Baru dan Terbarukan dengan jenis Pembangkit

Listrik Tenaga Arus Laut (PLTAL) “ Marine Current Turbines” atau turbin arus

laut yang fokus dalam penelitian dan perancangan turbin arus air berjenis vertical

axis turbines.

Turbin yang dipakai adalah turbin Darrieus, Gorlov dan Achard semuanya

berdiameter 15cm dan tinggi 15cm dengan berat turbin 615gram. Arus air

maksimal yang dihasilkan pompa 92,36 L/m dan daya yang dihasilkan fluida

sebesar 7,30 Watt. Dari ketiga turbin ini yang menghasilkan efisiensi turbin

terbesar adalah turbin Gorlov sebesar 13.69% dan daya keluaran yang dihasilkan

generator rata-rata sebesar 0,12 Watt.

i

ABSTRACT

Design and research in this thesis is to realize a training kit for New and

Renewable Energy subject, that is a marine current based power

generationfocusingon research and design of the turbine vertical axis turbines .

Turbine used in this thesis are Darrieus, Gorlov and Achard turbineswith

diameter of 15cm, height of 15cm and weight of 615gram . The resulting

maximum water flow pump is 92.36 L / m and the generated power offluida 7.30

Watt. Turbines that generate the largest turbineefficiency is Gorlovturbin with

efficiency of 13.69 % and the average generator output power is 0,12 Watt .

ii

KATA PENGANTAR

Berkah Dalem, Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

berkat dan bimbingan-Nya yang senantiasa penulis dapatkan dalam

menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi ini sebagai syarat untuk

menyelesaikan studi di FTEK (Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer)

Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai

pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah membantu penulis

dalam menyelesaikan skripsi ini :

1. Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan berkat dan karunia-Nya kepada

penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

2. Kepada Bapak Alexander Kukuh Setyarso, S.Ag , Ibu Christiana Mukijah,

S.Pd. serta adik tercinta Yohanes Bayu Nanda Saputera. Keluarga Kudusku di

dunia ini yang telah memberi semangat dan motivasinya.

3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng. dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.M.Eng.

selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, arahan

dan ide-ide cemerlang yang menginspirasi penulis selama mengerjakan

skripsi.

4. Fransiska Heru Ernawati penyemangat jiwaku untuk maju.

5. Semua teman-teman kontrakan “Primax” khususnya Mas Grego Adi, Mas

Bon-Bon, Mas Samuel “Van Javara” Mas Bayu Amudera, Mas Kipli, Mas

Atar, temen-temen angkatan 2011, teman “Penjara Kenikmatan” Lab skripsi,

sahabat-sahabat di FTEK serta Ibu kosku Ibu Munawaroh terimakasih banyak.

6. Berbagai pihak yang penulis tidak dapat sebutkan satu persatu terimakasih

banyak penulis ucapkan.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian

sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika. Berkah Dalem.

Salatiga, Agustus 2015

Penulis

iii

DAFTAR ISI

INTISARI ................................................................................................................. i

ABSTRACT ............................................................................................................ ii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1

1.2 Spesifikasi Sistem ................................................................................ 2

1.3 Sistematika Penulisan........................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 3

2.1 Marine Current Turbines (Turbin Arus Laut) ..................................... 3

2.2 Turbin Darrieus .................................................................................... 5

2.3 Turbin Gorlov ...................................................................................... 6

2.4 Turbin Achard and Maitre .................................................................... 7

2.5 Generator .............................................................................................. 7

2.6 Pengatur Tegangan ............................................................................... 8

2.7 Arduino ................................................................................................ 9

2.8 Akumulator ........................................................................................ 11

2.9 Sensor Arus ........................................................................................ 11

2.10 Display ............................................................................................. 12

BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................. 13

3.1 Cara Kerja Sistem .......................................................................... 13

3.2 Perancangan Perangkat Keras ....................................................... 14

3.2.1 Pompa Air ..................................................................... 14

3.2.2 Turbin Darrieus ............................................................. 16

3.2.3 Turbin Gorlov ............................................................... 20

3.2.4 Turbin Achard and Maitre ............................................ 23

3.2.5 Sensor Tegangan dan Arus ........................................... 26

3.2.6 Mikrokontroler Arduino Mega ..................................... 28

iv

3.2.7 Modul Regulator ........................................................... 29

3.2.8 Pulley ............................................................................ 29

3.2.9 Meja Alat ...................................................................... 30

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ................................................... 31

3.3.1 Pembacaan ADC Arduino ............................................ 32

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ....................................................... 33

4.1 Pengujian Arus Air .................................................................. 33

4.2 Pengujian Modul pompa Air .................................................... 36

4.3 Pengujian Output Generator dan Regulator ............................. 38

4.4 Pengujian Daya Maksimal Pada Generator ............................. 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 48

5.1 Kesimpulan .............................................................................. 48

5.2 Saran Pengembangan ............................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 49

LAMPIRAN

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Turbin Darrieus .................................................................................... 5

Gambar 2.2 Airfoil NACA 0015 .............................................................................. 6

Gambar 2.3 Turbin Gorlov ....................................................................................... 6

Gambar 2.4 Airfoil NACA 4418 …………..……. .................................................... 7

Gambar 2.5 Turbin Achard dan Maitre .................................................................... 7

Gambar 2.6 Generator AC Sanyo Denki 200W ....................................................... 8

Gambar 2.7 Step-up Regulator XL 6009 ................................................................. 9

Gambar 2.8 Arduino Mega 2560 …………………..……….. .............................. 10

Gambar 2.9 Akumulator 6V 1,2Ah ........................................................................ 11

Gambar 2.10 Differential Amplifier ...................................................................... 11

Gambar 2.12 Display 7 Segmen ............................................................................ 12

Gambar 3.1 Blok Diagram Alat ............................................................................. 13

Gambar 3.2 Pompa Air Lifetech SP-609 ............................................................... 14

Gambar 3.3 Skema Pompa Air Pengatur Debit Air ............................................... 15

Gambar 3.4 Realisasi Pengatur Debit Air .............................................................. 16

Gambar 3.5 Sudu Turbin Darrieus Dengan NACA 0015 ...................................... 17

Gambar 3.6 Realisasi Turbin Darrieus ................................................................... 20

Gambar 3.7 Sudu Turbin Gorlov………... ............................................................ 20

Gambar 3.8 Realisasi Turbin Gorlov ..................................................................... 23

Gambar 3.9 Gambar Sudu Turbin Achard ............................................................. 24

Gambar 3.10 Realisasi Turbin Achard ................................................................... 26

Gambar 3.11 Rangkaian Pembagi Tegangan ......................................................... 27

Gambar 3.12 Sensor Arus Dengan Differential Amplifier ……………. .............. 27

Gambar 3.13 Sensor Arus Dengan Non Inverting Amplifier ……………. .......... 28

Gambar 3.14 Skematik Rangkaian Regulator XL6009 ......................................... 29

Gambar 3.15 Modul Regulator XL6009 ................................................................ 29

Gambar 3.16 Pulley ................................................................................................ 30

Gambar 3.17 Meja Alat …….……….. .................................................................. 31

Gambar 3.18 Blok Diagram Alir ........................................................................... 31

Gambar 4.1 Realisasi Display 7 Segmen ............................................................... 44

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Konfigurasi Penggunaan Pin/Port Arduino Mega ................................. 28

Tabel 4.1 Pengujian Manual Debit Air .................................................................. 33

Tabel 4.2 Debit Air Minimal Turbin Darrieus ....................................................... 35

Tabel 4.3 Debit Air Minimal Turbin Gorlov ......................................................... 35

Tabel 4.4 Debit Air Minimal Turbin Achard ......................................................... 36

Tabel 4.5 Pengujian Modul Pompa Air Dengan Turbin Darrieus ......................... 37

Tabel 4.6 PengujianModul Pompa Air Dengan Turbin Gorlov ............................. 37

Tabel 4.7 PengujianModul Pompa Air Dengan Turbin Achard ............................ 38

Tabel 4.8 Pengujian Output Generator Tanpa Beban Turbin Darrieus .................. 39

Tabel 4.9 Pengujian Output Generator Tanpa Beban Turbin Gorlov .................... 39

Tabel 4.10 Pengujian Output Generator Tanpa BebanTurbin Achard ................... 40

Tabel 4.11 Pengujian Output Generator Dengan Beban Regulator

Turbin Darrieus ...................................................................................................... 40


Turbin Gorlov ........................................................................................................ 41


Turbin Achard ........................................................................................................ 41

Tabel 4.14 Pengujian Output Generator Dengan Beban Regulator dan Akumulator

Turbin Darrieus ...................................................................................................... 42


Turbin Gorlov ........................................................................................................ 43


Turbin Achard ........................................................................................................ 43

Tabel 4.17 Tabel Hasil Percobaan Keseluruhan Turbin

dengan Beban Akumulator ..................................................................................... 44

Tabel 4.18 Tabel Daya Maksimal Keluaran Regulator dengan

Beban Resistor ....................................................................................................... 45

Tabel 4.19 Tabel Tegangan dan Arus pada Generator dan Regulator

dengan Beban Resistor pada Turbin Darrieus ........................................................ 46

vii


dengan Beban Resistor pada Turbin Gorlov .......................................................... 46


dengan Beban Resistor pada Turbin Achard .......................................................... 47

viii

Oleh Armop Setyawan NIM: 612011802 · 2017. 2. 9. · sebesar 7,30 Watt. Dari ketiga turbin ini...

Documents

Transcript of Oleh Armop Setyawan NIM: 612011802 · 2017. 2. 9. · sebesar 7,30 Watt. Dari ketiga turbin ini...