Analisis Dinamik Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Sistem Bandul (PLTG SB) dalam Gelombang Regular

Transkripsi

1 Analisis Dinamik Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Sistem Bandul (PLTG SB) dalam Gelombang Regular Untuk dipresentasikan dalam Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) X Ikatan Sarjana Oseanologi Indonesia (ISOI) 2013 Jakarta November

2 Pemakalah 1 Shade Rahmawati, S.T., M.T. 2 Dr.Eng. Rudi Walujo Prastianto, ST., MT. 3 Prof. Eko Budi Djatmiko, M.Sc., Ph.D. Faculty of Marine Technology, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya

3 Outline 1 Pendahuluan 2 Metodologi Penelitian 3 Analisis dan Pembahasan 4 Kesimpulan

4 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang a. Kebutuhan energi dunia yang kian meningkat Sumber: BP Statistical Review of World Energy June Million Tonnes (2007) Million Tonnes (2008) Million Tonnes (2009) Million Tonnes (2006)

5 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Rasio Elektrifikasi Indonesia 2012 ± 74% (ESDM,2012) Cadangan Minyak Indonesia ± 12 tahun Cadangan Gas Indonesia ± 32 tahun (ReforMiner,2012)

6 1. Pendahuluan 1.2. Perumusan Masalah a) Bagaimana persamaan gerak sistem PLTG-SB b) Bagaimana pengaruh perbedaan panjang lengan bandul terhadap gerakan sistem PLTG-SB dan gaya torsi yang dihasilkan? (c)bagaimana pengaruh perbedaan massa bandul terhadap gerakan PLTG- SB dan gaya torsi yang dihasilkan?

7 1. Pendahuluan 1.3. Tujuan dan Manfaat Pengembangan PLTGL-SB dengan mengidentifikasi parameter-parameter penentu kinerja sistem yang tepat terhadap mekanisme gerak ponton berkaitan dengan keberadaan bandul horizontal di atasnya. Pengembangan teknologi yang sudah ada serta memaksimalkan potensi sumber daya laut dalam bentuk gelombang untuk pemenuhan kebutuhan energi di Indonesia

8 1. Pendahuluan 1.3. Batasan Masalah Model ponton yang digunakan berbentuk balok dengan dimensi tertentu dengan didasarkan pada standar stabilitas bangunan apung. Gerakan sistem ponton dibatasi pada satu derajat kebebasan yaitu gerakan mengayun yang berporos sumbu X. Perairan di sekitar model silinder sebagai fluida homogen, non-viscid, dan incompressible, serta berupa aliran irrotational.

9 1. Pendahuluan 1.3. Batasan Masalah Kelelahan struktur tidak diperhitungkan. Gaya gesek antara bandul dan permukaan ponton diabaikan. Penyerapan energi gelombang oleh frame diabaikan

10 2. Metodologi Penelitian Step 1 Step 2 Step 3 Goal! Studi Literatur dan Pengumpulan Data Model Analitik dan Numerik Variasi Massa dan Panjang Lengan Bandul, Analisa Hasil Kesimpulan

11 2. Metodologi Penelitian Gambar 1. Model Ponton dan Sistem Bandul

12 2. Metodologi Penelitian Gambar 2. Model Analitik Ponton dan Bandul Tampak Isometrik

13 2. Metodologi Penelitian Gambar 3. Model Analitik Ponton dan Bandul Tampak Samping

14 4. Analisis & Pembahasan 4.1. Persamaan Gerak Sistem Metode Lagrange d ( ϑt i) dt ϑ q ϑt + ϑv =Q, i=1,2,...,n ϑq i ϑ q i Generalized coordinates : q 1 θ, q 2 α Energi Kinetik : T 1 = 1 2 m ( 1 x ẏ1 2 ) T 2 = 1 2 m ( 2 x ẏ2 2 ) Energi Potensial : V 1 =(m 1 +m 2 )g BM (1 cos θ) V 1 =m 2 g Lcos αsin θ Gaya Non-konservatif: Q 1 =δ W nc = p 1 2 c z 1 = p 1 2 c sin 2θ BM θ

15 4. Analisis & Pembahasan 4.1. Persamaan Gerak Sistem Persamaan Gerak Sistem : m 1 BM 2 [ θ(4 θ 2 1) θ 2 (4 θ 2 1)]+(m 1 +m 2 )g BM θ=q 1 m 2 [2 BM θ (2 θ θ BM L α α θ)+bm (BM θ+ α L)] m 2 L α θ[2 θ θ BM L θ α ] m 2 L(L θ+2 BM θ θ Lθα α) ( Lθ θ+l θ+2 BM θ θ+2 BM θ Lα α) +m 2 (BM θ (θ+α) L) ( 4 BM θ θ+(αθ 1)L) m 2 (L θ+2 BM θ θ Lαθ α) ( Lα θ Lαθ α θ α) m 2 (1 θα)l(bm θ (θ+α) L)+m 2 g L m 2 g α θ L= Uji Konsistensi dengan Teorema Haskind: ρ( f =4i k i A g )( 2ω f A 0+ i U 0C ) 0 k A( L( 2i sin (ωt) A B e T) 2 k A 0 i C U ) 0 = k kt ω f 0

16 4. Analisis & Pembahasan 4.3. Analisis Hasil Awal Gambar 4. Sudut Oleng Ponton Sebagai Fungsi Waktu

17 4. Analisis & Pembahasan 4.3. Analisis Hasil Awal Gambar 5. Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu

18 4. Analisis & Pembahasan 4.3. Analisis Hasil Awal Gambar 6. Kecepatan Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu

19 4. Analisis & Pembahasan 4.3. Analisis Hasil Awal Gambar 7. Gaya Torsi akibat Putaran Bandul Sebagai Fungsi Waktu

20 4. Analisis & Pembahasan 4.4. Performa Gerakan Ponton dan Bandul Horizontal dengan Panjang Lengan Bandul yang Bervariasi Gambar 8. Sudut Oleng Ponton untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul

21 4. Analisis & Pembahasan 4.4. Performa Gerakan Ponton dan Bandul Horizontal dengan Panjang Lengan Bandul yang Bervariasi Gambar 9. Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul

22 4. Analisis & Pembahasan 4.4. Performa Gerakan Ponton dan Bandul Horizontal dengan Panjang Lengan Bandul yang Bervariasi Gambar 10. Kecepatan Sudut Putaran Bandul untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul

23 4. Analisis & Pembahasan 4.4. Performa Gerakan Ponton dan Bandul Horizontal dengan Panjang Lengan Bandul yang Bervariasi Gambar 11. GayaTorsi untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul

24 4. Analisis & Pembahasan 4.5. Pengaruh Variasi Massa Bandul Terhadap Gerakan Sistem dan Gaya Torsi Akibat Putaran Bandul Gambar 12. Sudut Oleng Ponton untuk Setiap Variasi Massa Bandul

25 4. Analisis & Pembahasan 4.5. Pengaruh Variasi Massa Bandul Terhadap Gerakan Sistem dan Gaya Torsi Akibat Putaran Bandul Gambar 13. Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu untuk Setiap Variasi Massa Bandul

26 4. Analisis & Pembahasan 4.5. Pengaruh Variasi Massa Bandul Terhadap Gerakan Sistem dan Gaya Torsi Akibat Putaran Bandul Gambar 14. Kecepatan Sudut Putaran Bandul untuk Setiap Variasi Massa Bandul

27 4. Analisis & Pembahasan 4.5. Pengaruh Variasi Massa Bandul Terhadap Gerakan Sistem dan Gaya Torsi Akibat Putaran Bandul Gambar 15. Gaya Torsi untuk Setiap Variasi Massa Bandul

28 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 1. Penambahan panjang lengan bandul tidak berpengaruh pada amplitudo sudut oleng ponton. Panjang lengan bandul dan kecepatan putarannya berbanding terbalik. Sejauh ini, penambahan panjang lengan dapat memperbesar gaya torsinya. 2. Amplitudo sudut oleng ponton dan kecepatan putar bandul semakin kecil ketika massa bandul semakin besar. Di sisi lain, penambahan massa bandul mengakibatkan gaya torsi yang timbul semakin meningkat Saran 1. Pengembangan model analitik dan matematik untuk kondisi gelombang irregular agar lebih realistis 2. Evaluasi terkait perlunya kontrol kecepatan putaran bandul

29 Thank_you... Question?