ANALISA DAN PENGUJIAN ENERGY BANGKITAN YANG DIHASILKAN OLEH PROTOTIPE MEKANISME VIBRATION ENERGY RECOVERY SYSTEM YANG DIPASANG PADA BOOGIE KERETA API

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR ANALISA DAN PENGUJIAN ENERGY BANGKITAN YANG DIHASILKAN OLEH PROTOTIPE MEKANISME VIBRATION ENERGY RECOVERY SYSTEM YANG DIPASANG PADA BOOGIE KERETA API OLEH : DWI MUKTI JANUARTA DOSEN PEMBIMBING : Ir. ABDUL AZIZ ACHMAD JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012

2 Latar Belakang Kebutuhan Energi yang meningkat Keterbatasan sumber energi Diperlukan sumber Energi alternatif Energi gerak naik turun bogie yang belum dimanfaatkan Dibutuhkan alat pemanen energy listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik tiap gerbong

3 Perumusan Masalah Bagaimana pengaruh variasi frekuensi dan amplitudo exciter terhadap energi listrik yang dihasilkan pada P-Vers Menganalisa perbandingan energi listrik yang dihasilkan dari proses pengujian dengan proses perhitungan.

4 Batasan Masalah Motor DC 30 rpm 24 volt. Generator = motor DC 30 volt 3100 rpm 2 A Pengukuran dilakukan dengan 7 variasi frekuensi dan 3 variasi amplitudo Tachometer dalam keadaan normal. Oscilloscope dalam keadaan normal.

5 Tujuan Melakukan studi pengaruh variasi frekuensi dan amplitudo exciter terhadap energi listrik yang dihasilkan pada p-vers. Menganalisa perbandingan energi listrik yang dihasilkan dari proses pengujian dengan proses perhitungan(yang dibandingkan adalah daya).

6 Manfaat Mahasiswa dapat mengetahui performa p-vers yang telah di rancang. Membantu mahasiswa dalam memahami konsep dan merancang produk (exciter). Memberikan salah satu solusi dalam upaya menyediakan kebutuhan sumber energi listrik.

7 Kajian Pustaka Massacusetts Institute of Technology (2009)Menemukan peredam kejut (shock absorber) yang dapat menghasilkan energi listrik.

8

9 Kinematika VERS Dari Kecepatan ( v ) yang diberikan tuas ( rack ) maka akan diperoleh ω one way ω one way = v. r one way Karena one way gear dan spur gear 1 satu poros, maka n one way = n sp 1 Selanjutnya, spur gear 1 dan spur gear 2 saling bergerak tanpa slip maka

10 Kinematika VERS Karena spur gear 2 satu poros dengan bevel gear 1, maka n sg2 = n bg1 Selanjutnya, bevel gear 1 dan 2 saling bergerak tanpa slip maka Karena bevel gear 2 satu poros dengan bevel gear 3, maka n bg2 = n bg3 Selanjutnya, bevel gear 3 dan 4 saling bergerak tanpa slip maka

11 Karena bevel gear 4 satu poros dengan generator, maka Hasil perancangan VERS yang telah jadi disini menggunakan perbandingan roda gigi sebagai berikut: Dengan demikian bisa didapatkan perbandingan antara akhir pada generator dengan kecepatan input pada tuas ( rack ) sebagai berikut:

12 Flowchart Penelitian Metodologi Percobaan

13 Power Supply

14 Motor DC

15 Persiapan alat uji (Exciter)

16 Alat Pemanen Energi ( P-VERS)

17 Generator Listrik

18 Osciloscope

19 Tachometer

20 Multimeter

21 Susunan Peralatan Percobaan

22 Pengujian/Pengambilan Data

23 Uji Karakteristik Generator

24 Video Uji Karakteristik Generator

25

26 Perhitungan Diketahui data inputan berupa frekuensi sebesar 0.83 Hz dengan putaran (n)= 99.4 rpm dan amplitudo eksitasi = 0.03 m. Pertama kita mencari omega (ω): Dimana: ω = kecepatan sudut (rad/s) n = putaran motor (rpm) Untuk mempermudah perhitungan kecepatan, analisa kinematika kecepatan dilakukan sudut 90 o : A Kecepatan Besar (m/s) Vektor Arah Vektor R 2 O 2 2 ω 2 3 R 3 B 4 V A V A = R 2 x ω 2 = 0.03 x = o - a V BA V BA = R 3 x ω 3 =? a - b V B V B = V A + V BA =? o - b R 2 = 3 cm =0.03 m dan R 3 = 160 mm = 0.16 m ω 2 = rad/s (konstan)

27 Disini skala yang digunakan adalah 100:1 m/s. o a,b a - b Dari polygon kecepatan diatas didapatkan V BA = 0 m/s karena titik a dan b berhimpit, sedangkan V B = V A = 0, m/s dan V B adalah kecepatan slider. Sehingga V B rata-rata = /2 = m/s Kemudian dicari putaran generator dengan mengunakan rumus n generator = n input x ratio gearbox = = x 2.9 x 3.7 x 3.8 = x 2.9 x 3.7 x 3.8 = rpm

28 Dari grafik karakteristik generator, didapatkan. Untuk voltase, Dimana: x = putaran (rpm) y 1 = Voltase (volt) y 2 = Arus (ma) Untuk arus, Dengan putaran generator rpm, besar voltase adalah Besar arus adalah Energi bangkitan (Daya) didapatkan dari rumus = Watt

29 Tabel Daya Teoritis

30 Video Pengujian

31 Data Hasil Pengujian

32 Grafik Hasil Pengujian

33 Grafik Daya Pengujian dan Teoritis

34 Grafik Perbandingan antara Daya Teoritis dan Pengujian

35 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan 1. Voltase rata-rata bangkitan terbesar dari pengujian mekanisme P-VERS terjadi pada frekuensi eksitasi (putaran) rpm dan amplitudo eksitasi 0.03 m yaitu 11.9 volt, sedangkan terendah terjadi pada frekuensi eksitasi (putaran) 34.8 rpm dan amplitudo eksitasi 0.02 yaitu sebesar 2.46 volt. 2. Arus terbesar dari pengujian pengujian mekanisme P-VERS terjadi pada ma, sedangkan terendah terjadi pada frekuensi eksitasi (putaran) 34.8 rpm dan amplitudo eksitasi 0.02 yaitu sebesar ma. 3. Daya bangkitan terbesar dari pengujian mekanisme P-VERS terjadi pada frekuensi eksitasi (putaran) rpm dan amplitudo eksitasi 0.03 m yaitu Watt, sedangkan terendah terjadi pada frekuensi eksitasi ( putaran) 34.8 rpm dan amplitudo eksitasi 0.02 m yaitu sebesar Watt. 4. Semakin tinggi frekuensi dan amplitudo eksitasi maka semakin besar voltase, arus dan energi listrik bangkitan (daya) yang dihasilkan oleh P- VERS.

36 Kesimpulan dan Saran Saran 1. Pada penelitian selanjutnya seharusnya menggunakan generator listrik bukan motor listrik yang dibalik cara kerjanya supaya daya yang dihasilkan lebih maksimal. 2. Desain mekanisme pembangkit energi listrik diperhitungkan lagi agar dapat menghasilkan energi bangkitan yang lebih tinggi.

37 Perencanaan Kerja

38