Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

21
Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bantalan Satu Arah Aji Tata Irwinsyah 1 dan Iwa Garniwa 2 1.Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia 2.Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia Email:[email protected] Abstrak Gelombang laut merupakan sumber energi yang ramah lingkungan dan merupakan sumber energi yang selalu tersedia disetiap waktu.Indonesia sebagai negara kepulauan mempunyai potensi yang tinggi untuk memanfaatkan energi kinetik yang berasal dari gelombang laut,sehingga diharapkan gelombang laut dapat menjadi solusi kebutuhan energi Indonesia yang selalu tumbuh sepanjang waktu khusus nya pada daerah-daerah pesisir.Generator adalah mesin listrik yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.Energi mekanik pembangkit listrik tenaga gelombang laut berasal dari gelombang yang dihasilkan dan di hubungkan dengan pelampung yang akan memutar freewheel yang dihubungkan dengan generator.Metode yang penulis gunakan dalam skripsi ini yaitu mempelajari dasar teori dari gelombang laut,prinsip kerja mesin listrik khususnya generator dan motor,serta studi literatur tentang pembangkit listrik tenaga gelombang laut yang sudah digunakan.Tujuan akhirnya adalah berupa purwa rupa sistem pembangkit listrik tenaga gelombang laut dengan sistem gir satu arah. Hasil dari penelitian ini adalah prototype PLTGL sistem bantalan satu arah dengan kecepatan putar roda maksimum 5,024 rad/s, tegangan maksimum 1,97 volt, daya maksimum 0,1906 Watt, dan efisiensi 1,826 % pada amplitudo 13 cm dan periode 2,4 s. Kata kunci:Gelombang laut,generator,pembangkit listrik,Energi terbarukan Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Transcript of Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

Page 1: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bantalan Satu Arah

Aji Tata Irwinsyah1 dan Iwa Garniwa2

1.Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia 2.Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia

Email:[email protected]

Abstrak Gelombang laut merupakan sumber energi yang ramah lingkungan dan merupakan sumber energi yang selalu tersedia disetiap waktu.Indonesia sebagai negara kepulauan mempunyai potensi yang tinggi untuk memanfaatkan energi kinetik yang berasal dari gelombang laut,sehingga diharapkan gelombang laut dapat menjadi solusi kebutuhan energi Indonesia yang selalu tumbuh sepanjang waktu khusus nya pada daerah-daerah pesisir.Generator adalah mesin listrik yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.Energi mekanik pembangkit listrik tenaga gelombang laut berasal dari gelombang yang dihasilkan dan di hubungkan dengan pelampung yang akan memutar freewheel yang dihubungkan dengan generator.Metode yang penulis gunakan dalam skripsi ini yaitu mempelajari dasar teori dari gelombang laut,prinsip kerja mesin listrik khususnya generator dan motor,serta studi literatur tentang pembangkit listrik tenaga gelombang laut yang sudah digunakan.Tujuan akhirnya adalah berupa purwa rupa sistem pembangkit listrik tenaga gelombang laut dengan sistem gir satu arah. Hasil dari penelitian ini adalah prototype PLTGL sistem bantalan satu arah dengan kecepatan putar roda maksimum 5,024 rad/s, tegangan maksimum 1,97 volt, daya maksimum 0,1906 Watt, dan efisiensi 1,826 % pada amplitudo 13 cm dan periode 2,4 s.

Kata kunci:Gelombang laut,generator,pembangkit listrik,Energi terbarukan

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 2: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

Design Prototype of Ocean Waves Power Plant Using One Way

Bearing System Abstract

The ocean waves are energy sources that are environmentally friendly and an energy source that is always available every time. Indonesia as island states have a high potential for harnessing the kinetic energy derived from ocean waves, so expect a wave of the sea can be a solution to the energy needs of Indonesia. Synchronous generator is an electric engine that can convert mechanical energy into electrical energy.Energy of sea wave power plant comes from waves generated and is connected with a float that will rotate a freewheel associated with generator.Metode in this seminar is to learn the basic theory of ocean waves, the working principle of electrical machines, especially generators and motors, as well as literature on sea wave power plant that has been used.The purpose this seminar is the form of a system prototype for sea wave power plant with one way bearing and will analyze the output voltage. The result of this research is prototype PLTGL using one way bearing method with maximum rotational speed of 5,024 rad /s, maximum voltage 1,97 volt, maximum power 0,1906 Watt, and efficiency 1,826 % at Amplitude of 13 cm and period 2,4 s.

Keywords: Ocean waves, generators, power plants, renewable energy

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 3: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

1. Pendahuluan

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pada saat ini telah diketahui bahwa konsumsi energi listrik semakin

meningkat.Hal ini dikarenakan pertumbuhan jumlah penduduk,kenaikan

kesejahteraaan dan pertumbuhan ekonomi masyarakat Indonesia yang

membutuhkan energi listrik untuk beraktivitas seperti sektor industri,hingga

rumah tangga.Kebutuhan energi listrik akan meningkat terus sekitar 6,5 % per

tahun nya.

Namun pada daerah pesisir Indonesia yang mana belum meraskan

manfaat dari energi listrik secara penuh.Hal ini akan berdampak pada

pemanfaatan sumber daya di daerah pesisir Indonesia.Untuk memenuhi

kebutuhan listrik di Indonesia secara menyeluruh,diperlukan pembangkit listrik

yang dapat digunakan pada daerah pesisir dengan sumber tenaga yang

aman,ramah lingkungan,dan terjaga.

Pembangkit listrik tenaga gelombang laut merupakan pembangkit listrik

yang dapat mengubah energi kinetik gelombang laut menjadi energi

listrik.Pembangkit ini dapat dimanfaatkan untuk daerah pesisir Indonesia dan

sekitarnya yang mana masih belum mendapatkan kebermanfaatan dari energi

listrik.Pembangkit ini mempunyai beberapa keunggulan yaitu,energi yang bersih

karena membutuhkan sumber penggerak dari energi kinetik yang berasal dari

gelombang laut,keuntungan lainya energi nya dapat selalu dibangkitkan

sepanjang waktu karena gelombang laut yang dihasilkan selalu ada sepanjang

waktu.

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 4: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

4

Universitas Indonesia

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk merancang,membangun serta menganalisis

kinerja pembangkit listrik tenaga gelombang laut dengan sistem gir satu arah

menggunakan gelombang buatan

Batasan Masalah

Masalah yang akan menjadi pembahasan difokuskan dan dibatasi sebagai

berikut:

a) Skripsi ini hanya membahas tentang pemanfaatan energi gelombang laut

untuk dikonversi menjadi energi listrik.

b) Skripsi ini hanya membahas sistem pembangkit listrik tenaga gelombang

laut dengan sistem gir satu arah.

c) Roda penggerak dan pelampung memiliki ukuran yang tetap.

d) Pada skripsi ini hanya dilihat pengaruh amplitudo dan periode gelombang

laut terhadap hasil keluaran sistem pembangkit listrik tenaga gelombang

laut.

e) Pengujian kinerja sistem menggunakan fluida yaitu air tawar dengan

massa jenis 1000 kg/cm3.

f) Pengujian kinerja sistem dilakukan dengan membangkitkan gelombang

pada kolam miniatur berukuran 180cm x 60cm x 45cm

g) Pengaruh kondisi lingkungan diabaikan dalam analisis kinerja sistem.

Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam penulisan ini adalah:

• Memepelajari dasar teori tentang energi kinetik gelombang laut,prinsip kerja

mesin listrik generator.

• Merancang dan membuat sistem pembangkit listrik tenaga gelombang laut

dengan sistem gir satu arah

• Melakukan pengujian untuk melihat unjuk kerja sistem yang telah dibuat dan

melakukan modifikasi jika diperlukan

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 5: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

5

Universitas Indonesia

• Menganalisis kinerja sistem, pengaruh perbedaan amplitudo gelombang

terhadap tegangan keluaran yang dihasilkan oleh generator yang dikopel

dengan pembangkit listrik tenaga gelombang laut sistem gir satu arah

Sistematika Penulisan

Skripsi ini dibagi menjadi lima bab, dimana pada bab satu akan dibahas latar

belakang masalah, tujuan dari penulisan skripsi, batasan masalah yang diambil,

metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. Sedangkan bab dua berisi

penjelasan atau penjabaran teoritis yang digunakan pada pembangkitan energi listrik

tenaga gelombang laut dengan sistem gir satu arah. Teori-teori dasar yang dibahas

antara lain energi kinetik gelombang laut,konversi energy listrik menjadi energy

listrik dengan spesifikasi mesin listrik yang digunakan,serta teori mengenai generator

yang akan digunakan.Pada bab tiga dibahas perancangan sistem pembangkitan listrik

tenaga gelombang laut dengan sistem satu arah. Selanjutnya pada bab empat akan

dianalisis kinerja dari sistem pembangkit terhadap besar nya ampiltudo gelombang

yang berbeda-beda. Kemudian hasil dari penulisan ini akan disimpulkan pada bab

lima

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 6: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

6Universitas Indonesia

2. Teori Gelombang Laut

Gelombang laut merupakan pergerakkan naik dan turunnya permukaan air

laut dengan arah tegak lurus permukaan bumi yang membentuk grafik sinusoidal,

sehingga gelombang laut termasuk gelombang transversal. Gelombang laut

dipengaruhi oleh tiga faktor utama, yaitu gaya gravitasi, intensitas angin laut, dan

tegangan permukaan air laut. Setiap daerah memiliki sifat gelombang laut yang

berbeda, berdasarkan tinggi gelombang, periode, dan kecepatan angin.

• Puncak gelombang (Crest)

Titik tertinggi dari sebuah gelombang.

• Lembah gelombang (Trough)

Titik terendah gelombang, diantara dua puncak gelombang.

• Panjang gelombang (Wave length)

Jarak mendatar antara dua puncak gelombang atau antara dua lembah

gelombang.

• Tinggi gelombang (Wave height)

Jarak tegak antara puncak dan lembah gelombang.

• Periode gelombang (Wave period)

Waktu yang diperlukan oleh dua puncak gelombang yang berurutan untuk

melalui satu titik.

Gambar 2. 1 Parameter pada gelombang laut

Sumber:

http://earth.rice.edu/earthupdate/hydrosphere/topics/waves/topic_index.html

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 7: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

7Universitas Indonesia

Jenis gelombang laut berdasarkan periodenya dapat dibagi menjadi 6, yaitu:

• Riak gelombang (ripples), periode 1 detik

• Fully developed seas, periode 5-12 detik

• Gelombang besar (swell), periode 6-16 detik

• Surf, periode 1-3 menit

• Tsunami, periode 10-20 menit

• Tidal (Pasang surut), periode 12-24 jam

2.1 Energi Gelombang Laut

Energi dari gelombang laut dapat dihitung dengan menggunakan rata-

rata kerapatan energi pada suatu area di permukaan laut. Dimana rata-rata

kerapatan energi ini merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi

kinetik gelombang Persamaan daya menurut teori linear gelombang [2] adalah

sebagai berikut:

𝑃 = !!" !

𝜌 𝑔!ℎ!𝑇 (2.1)

dengan:

P = Daya per panjang horizontal (W/m)

ρ = Densitas air laut (kg/m3)

h = Tinggi gelombang (m)

g = Percepatan gravitasi bumi(m/s2)

2.1 Massa Jenis Fluida

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin

tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya.

Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total

volumenya. Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m−3).

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 8: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

8Universitas Indonesia

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis

yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan

memiliki massa jenis yang sama.

Persamaan untuk menentukan massa jenis adalah :

𝜌 = 𝑚𝑉

Dimana : ρ = massa jenis (kg/m³)

m = massa (kg)

V = Volume (m³)

Massa jenis air tawar dan air laut berbeda dimana pada air tawar yaitu 1000

kg/m³ dan pada air laut yaitu 1026 kg/m³ hingga 1028 kg/m³.Perbedaan massa jenis

air ini berbeda dikarenakan kadar garam yang ada pada air laut sehingga mempunyai

pengaruh pada jumlah massa jenis.Untuk mendapatkan massa jenis suatu zat dapat

dilakukan dengan mengukur massa suatu zat dalam suatu wadah bervolume 1

liter,sehingga didapatkan massa jenis suatu zat.

2.2 Cara Kerja Generator DC

Sama seperti pada generator arus bolak-balik, generator arus searah juga

bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik sesuai dengan Hukum Faraday.

Jika ada sepotong penghantar dalam medan magnet yang berubah-ubah terhadap

waktu, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk GGL induksi. Demikian pula

sebaliknya bila sepotong penghantar digerakgerakkan dalam medan magnet, dalam

penghantar tersebut juga terbentuk GGL induksi. Medan magnet dihasilkan oleh

kumparan medan sedangkan untuk menghasilkan efek perubahan fluks maka belitan

penghantar diputar oleh prime mover.

(2.4)

(2.2)

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 9: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

9Universitas Indonesia

gambar 2. 2 Proses komutasi

Sumber: Chapman, Stephen J, “Electric Machinery Fundamentals”. Singapore:

McGraw Hills Company. 2012

2.3 Jenis Jenis Bearing

Bearing dibuat untuk mengambil beban radial murni, beban dorong murni,

atau kombinasi dari dua jenis beban.Bantalan bola diilustrasikan pada Gambar.

2.10, yang juga menunjukkan empat bagian penting pada bantalan. Komponen

bearing adalah cincin luar, cincin dalam, bola atau elemen bergulir, dan

pemisah. Pada bantalan dengan harga rendah, pemisah kadang-kadang

dihilangkan, namun memiliki fungsi penting untuk memisahkan elemen

sehingga kontak gesek tidak akan terjadi.

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 10: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

10Universitas Indonesia

Gambar 2. 3 Komponen Bearing bola

Sumber : Budynas,Richard G. “Shigley Mechanical Engineering Design 10th

Edition”. McGraw Hills Company.2015

Gambar 2. 2 Jenis-jenis Bearing bola

Sumber : Budynas,Richard G. “Shigley Mechanical Engineering Design 10th

Edition”. McGraw Hills Company.2015

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 11: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

11Universitas Indonesia

3. Proses Pembuatan dan Disain Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bantalan Satu Arah Dalam proses pembuatan sistem pembangkit terlebih dahulu dilakukan

merangkai komponen mekanik.Pada sistem pembangkit tenaga gelombang laut

sistem gir satu arah memerlukan komponen mekanik yaitu poros,bearing

horizontal,bearing satu arah,gir spur,gir rantai,pulley,roda,dinamo 6 volt,dan tali

slink.Disain Purwarupa Pembangkit ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3. 1 Sistem pembangkit tampak isometris

Cara kerja alat ini dimulai dengan naik turun nya gelombang air yang akan

dikonversi menjadi gerakan putar poros.Ketika gelombang naik maka akan

membuat gir spur bekerja dan ketika gelombang turun akan membuat gir rantai

bekerja sehingga dua gerakan naik turun gelombang dapat dimanfaatkan agar

dapat memutar roda yang dihubungkan dengan poros.Selanjutnya roda akan

dihubungkan dengan dinamo yang akan menghasilkan listrik.Skema cara kerja

alat dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Pada kondisi gelombang turun maka menyebabkan pelampung turun dan

menarik tali ke arah pelampung.Pada gambar 3.2 merupakan skema kerja dari

kondisi pada saat gelombang turun.

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 12: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

12Universitas Indonesia

Gambar 3. 2 Kondisi Tali pada Gelombang Turun

Pada kondisi gelombang turun akan membuat Gir spur pada poros depan

yang telah dihubungkan dengan bearing satu arah bekerja memutar poros

belakang seperti pada gambar 3.3 . Tanda silang pada gambar 3.3 menandakan

bahwa Gir rantai tidak bekerja memberikan putaran pada poros belakang.Hal ini

dikarenakan pada Gir rantai dipasang bearing satu arah yang mengunci pada

arah kebalikan dari Gir rantai dan me loss poros pada saat gelombang turun.

Gambar 3. 3 Kondisi Gerak Gir Spur pada Gelombang Turun

Pada saat gelombang naik akan menyebabkan pelampung naik

sehingga tali akan bergerak seperti pada gambar 3.4.

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 13: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

13Universitas Indonesia

Gambar 3. 4 Kondisi tali pada saat gelombang naik

Pada saat gelombang naik,tali akan bergerak seperti pada gambar 3.4

Tali yang bergerak pada arah tersebut disebabkan gaya tarik dari beban yang

dipasang pada pulley atau katrol.Pada kondisi ini komponen mekanis yang

bekerja untuk memutar poros belakang adalah Gir rantai yang telah dihubungkan

dengan bearing satu arah.Selain itu,pada kondisi ini gir spur akan me loss

terhadap poros sehingga tidak akan membuat gerakan gir rantai berhenti

ataupun memberikan putaran pada poros belakang. Skema kerja dari kondisi

gelombang naik dapat dilihat pada gambar 3.5

Gambar 3. 5 Kondisi Gir rantai pada saat gelombang naik

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 14: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

14Universitas Indonesia

4. Hasil Penelitian

a. Hasil Pengujian Kecepatan Putar Roda

Setelah dilakukan 3 jenis pengujian pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang

Laut Sistem Gir satu arah,maka didapat data seperti pada lampiran.Untuk

menganalisa pengaruh amplitudo dan frekuensi gelombang maka dilakukan terlebih

dahulu pengolahan data hasil pengujian berupa kecepatan putar freewheel , lalu

dihitung besarnya tegangan dan arus keluaran pada setiap variasi amplitudo pada

setiap periode.

Tabel 4.1 Tabel pengaruh variasi amplitudo dan periode gelombang terhadap

kecepatan putar roda tanpa dikopel generator

No Periode (s)

Amplitudo (cm)

kecepatan putar roda (rad/s) percobaan

1 percobaan

2 percobaan

3 1

3 9 2,198 2,617 2,093

2 11 2,826 3,035 3,035 3 13 2,930 2,826 3,349 4

2,4 9 3,245 2,930 3,140

5 11 3,663 3,558 3,663 6 13 3,977 4,396 5,024

Tabel 4.2 Tabel pengaruh variasi amplitudo dan periode gelombang terhadap

kecepatan putar roda dikopel dengan generator tanpa beban

No

Periode (s)

Amplitudo (cm)

kecepatan putar roda (rad/s) percobaa

n 1 percobaa

n 2 percobaa

n 3 1

3 9 0,942 1,046 1,256

2 11 1,674 2,093 2,302 3 13 2,721 2,616 2,826 4

2,4 9 1,988 1,884 1,988

5 11 2,616 2,721 2,930 6 13 3,244 3,140 3,244

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 15: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

15Universitas Indonesia

Tabel 4.3 Tabel pengaruh variasi amplitudo dan periode gelombang terhadap

kecepatan putar roda saat dikopel generator berbeban

No Periode (s)

Amplitudo (cm)

Kecepatan putar roda (rad/s) percobaan

1 percobaan

2 percobaan

3 1

3 9 1.884 1.9 1.83

2 11 2.52 2.75 2.661 3 13 3.45 3.24 3.147 4

2,4 9 1.256 1.113 1.320

5 11 1.774 1.813 1.628 6 13 2.65 2.826 2.826

b.Hasil Pengujian Tegangan Keluaran tanpa Beban.

Pada pengujian tegangan keluaran dilakukan dengan mencatu multimeter ke

dalam sistem.Pengujian dilakukan dengan variasi amplitudo dan periode

gelombang.Variasi amplitudo yaitu 9cm,11cm,13cm.Sedangkan untuk variasi periode

yaitu 2,4 sekon dan 3 sekon.Didapat hasil pengujian sebagai berikut.

Gambar 4. 1 Grafik pengaruh variasi amplitudo terhadap tegangan keluaran pada T=2,4 sekon

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

TeganganV)

Data

Pengaruh amplitudo terhadap tegangan keluaran

T= 2,4 sekon 13cm

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 16: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

16Universitas Indonesia

Gambar 4. 2 Grafik pengaruh variasi amplitudo terhadap tegangan keluaran pada T= 3sekon

b. Hasil pengujian Tegangan dan daya pada Generator dengan beban

Akibat terhubungnya generator pada beban menyebakan putaran toda semakin lambat

pada semua variasi amplitudo dan periode.Hal ini dikarenakan terhubungnya beban

menyebabkan adanya aliran arus listrik yang menghasilkan medan magnet jangkar

pada stator.Medan magnet ini membuat torsi yang dibutuhkan generator untuk

berputar semakin besar dibandingkan saat tidak berbeban.Kenaikan torsi akan

menyebabkan terjadinya penurunan nilai kecepatan putar freewheel pada saat

generator terhubung dengan beban.

Pada tabel di atas interval waktu kerja merupakan waktu ketika alat merespon

gangguan tanpa diperhitungkan waktu tunda yang telah diatur. Dan total waktu

adalah waktu total alat merespon gangguan dengan waktu tunda atau waktu

sebenarnya ketika dilakukan pengujian.

Selanjutnya dapt dilihat pada grafik 4.3 dan 4.4 bahwa besar tegangn keluaran

generator pada saat berbeban mengalami penurunan dibandingkan dengan tidak

berbeban.Hal ini dikarenakan pengaruh melambatnya kecepatan putar generator saat

berbeban.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

Tegangan(V

)

Data

Pengaruh Amplitudo terhadap Tegangan keluaran , T= 3 sekon

13cm

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 17: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

17Universitas Indonesia

Gambar 4. 3 Grafik pengaruh penggunaan beban terhadap tegangan keluaran pada T=2,4sekon

Gambar 4. 4 Grafik pengaruh penggunaan beban terhadap tegangan keluaran pada T=3 sekon

Setelah mendapatkan tegangan output generator,maka dapat dianalisa daya

efektif yang dihasilkan generator dengan variasi periode dan amplitudo

gelombang.Pada grafik 4.4 dan 4.5, dapat dilihat bahwa semakin kecil periode nya

maka daya yang dihasilkan semakin besar dan semakin besar amplitudo nya membuat

daya yang dihasilkan semakin besar juga.Hal ini dikarenakan adanya daya masukan

00.050.1

0.150.20.250.3

0.350.40.450.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Tegangan(V

)

Data

Pengaruh beban terhadap tegangan keluaran generator T=2,4 sekon

9cm

11cm

13cm

00.050.1

0.150.20.250.3

0.350.40.450.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

Tegangan(V

)

Data

Pengaruh beban terhadap tegangan keluaran generator T=3 sekon

9cm

11cm

13cm

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 18: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

18Universitas Indonesia

dari gelombang laut sehingga daya keluaran yang dihasilkan generator juga

bertambah.

Gambar 4. 5 Grafi Daya keluaran sistem pada T=2,4 sekon

Pada grafik 4.6 dapat dilihat bahwa pada saat tertentu daya yang dihasilkan

mengalami kenaikan yang sangat kontras.Hal ini dikarenakan kecepatan putar

freewheel yang meningkat.Pada beberapa keadaan dapat dilihat daya keluaran

mengalami penurunan yang disebabkan oleh penurunan kecepatan putar freewheel.

Gambar 4. 6 Grafik Daya keluaran sistem pada T=3sekon

00.010.020.030.040.050.060.07

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

Daya(w

a;)

Data

Daya yang dihasilkan pada T=2.4 sekon

13cm

11cm

9cm

00.0050.010.0150.020.0250.03

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

Daya(w

a;)

Data

Daya yang dihasilkan pada T=3 sekon

13cm

11cm

9cm

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 19: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

19Universitas Indonesia

5. Kesimpulan

1. Kecepatan maksimu freewheel yaitu sebesar 5,024 rad/s pada amplitude 13 cm

dan periode 2,4 sekon.

2. Tegangan maksimum hubung terbuka yaitu sebesar 1,97 volt pada amplitude 13

cm dan periode 2,4 sekon.

3. Daya maksimum sistem yaitu sebesar 0,1906 watt pada amplitude 13 cm dan

periode 2,4 sekon.

4. Efisiensi maksimum sistem yaitu sebesar 1,826 % pada amplitude 13 cm dan

periode 2,4 sekon.

5. Untuk mendapatkan tegangan maksimum generator yaitu 6 volt maka

diperlukan kecepatan putar roda sebesar 141.5638 rad/s.

6. Untuk meningkatkan performa sistem maka dapat dilakukan beberapa hal

yaitu,memperbesar diameter roda,mengencangkan rantai gir spur,memperkecil

gesekan poros dengan memberikan pelumas, dan memperbesar luas penampang

pelampung.

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 20: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

20Universitas Indonesia

6. Daftar Pustaka

1. Chapman, Stephen J, “Electric Machinery Fundamentals”. Singapore: McGraw

Hills Company. 2012

2. Como, Steven et al. “Ocean Wave Energi Harvesting Off-Shore Overtopping

Design”. WORCESTER POLYTECHNIC INSTITUTE. 2015

3. Budynas,Richard G. “Shigley Mechanical Engineering Design 10th Edition”.

McGraw Hills Company.2015

4. Stewart,Robert H,”Introduction to physical Oceanography”.Texas A&M

University.2008

5. Wiegel, Robert L., “Oceanographical Engineering”. Prentice-Hall. 1964

6. E. McCormick, Michael., “Ocean Wave Enegy Conversion”. John Wiley & Sons.

1981

7. Alvianingsih, Ginas. “RANCANG BANGUN MESIN STIRLING

KONFIGURASI GAMMA LOW-TEMPERATURE-DIFFERENTIAL

SEBAGAI PENGGERAK MULA PADA PEMBANGKIT LISTRIK SKALA

KECIL”. UI Skripsi. 2016

8. Masjono. Manjang, Salama. Zainuddin, Zahir. Thaha Arsyad. “Modelling and

Numerical Simulation of Multiple One Way Gears Wave Energi Converter to

Generate Electricity”. ICSGTEIS 2014. 2014

9. Drew, B., A R Plummer, M N Sahinkaya. “A Review of Wave Energy Converter

Technology”. Proceeding of the institution of mechanical engineers Vol.223 Part

A: Power and Energy, University of Bath, UK. , 2009

10. Rashid, Muhammad H., “Power Electronics: Devices, Circuits, and

Applications”. England: Pearson Education Limited. 2014

11. Prastiantomo, Arief. “Rancang Bangun Miniatur Pembangkit Gelombang Laut

(Ombak)”. Universitas Negeri Jakarta. 2014

12. Holthuijsen, Leo H., “Waves in oceanic and coastal waters”. Cambridge:

Cambridge University.

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017

Page 21: Rancang Bangun Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga ...

21

Rancang bangun ..., Aji Tata Irwinsyah, FT UI, 2017