STUDI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB) DI SUMATERA UTARA

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "STUDI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB) DI SUMATERA UTARA"

Harjanti Kurniawan
6 tahun lalu
Tontonan:

1 STUDI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB) DI SUMATERA UTARA OLEH : NAMA : WISWANATHEN NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

2 STUDI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB) DI SUMATERA UTARA TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Sarjana Teknik Elektro Oleh : WISWANATHEN NIM : Disetujui oleh : DOSEN PEMBIMBING PROF. DR. IR. USMAN BAAFAI NIP : Disetujui oleh : KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO Ir. NASRUL ABDI, MT NIP : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

3 Abstrak Salah satu energi yang paling utama dari angin adalah kecepatan distribusinya pada suatu lokasi, yang dikarakteristikkan dengan f(v), V disebut kecepatan angin. Karakteristik yang paling utama dari sistem konversi energi angin adalah kurva dayanya P(V) f(v) dan P(V) bersama-sama menentukan produksi energi keluaran yang potensial. Tetapi daya keluaran efektif lebih sedikit tergantung pada perilaku pemakainya. Turbin Angin (SKEA Listrik) atau PLTB (Pusat Listrik Tenaga Bayu) adalah sistem konversi energi angin untuk menghasilkan energi listrik dengan energi proses pengubahan energi angin menjadi putaran mekanis rotor dan selanjutnya menjadi energi listrik. Sistem konversi energi angin ini merupakan suatu sistem / peralatan yang berfungsi untuk mengubah energi angin menjadi energi listrik, mekanis, atau bentuk energi lainnya.

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karunia sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang berjudul Studi Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) Di Sumatera Utara. Penulisan Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa kedua orang tua V. Logenathen dan S. Rusnam Dewi serta saudara saudara penulis Kana Grain, Silvia Kasturi dan Sonia Sarasbathi yang selalu memberikan semangat, perhatian, inspirasi dan kasih sayang. Penulis juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada : 1. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT dan Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. Eddy Warman, selaku Dosen Wali atas segala bimbingan, arahan dan motivasi kepada Penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Ba afai selaku dosen pembimbing Tugas Akhir penulis yang telah memberikan bimbingan, pengarahan,dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Soeharwinto, ST, MT selaku Bapak kami di kampus yang selalu menberikan dukungan dan semangat kepada saya selaku penulis. 5. Seluruh dosen pada Departemen Teknik Elektro USU, terutama dosen pada Sub Jurusan Sistem Energi Listrik. 6. Seluruh pegawai di Departemen Teknik Elektro Falkultas Teknik USU.

5 7. Teman teman stambuk 2003 yang selama ini telah menjadi teman diskusi belajar dan bekerjasama dalam kegiatan perkuliahaan. 8. Subasni, orang yang selalu memberikan semangat dan yang penulis kagumi dalam kerendahan hati, kegigihan dan tekadnya yang kuat dalam menjalani hidup. Penulis banyak belajar apa arti kehidupan dari beliau. 9. Serta semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, 1 Maret 2009 Penulis Wiswanathen NIM : DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv

6 DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR GRAFIK... I. PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 2 II. ANGIN... 4 II. 1. Umum... 4 II. 2. Klasifikasi Angin... 6 II. 3. Persamaan Konversi Energi Angin... 8 II Daya Total Energi Angin... 8 II Daya maksimum energi angin... 9 II Efisiensi Teoritis II Daya Aktual II. 4. Lapisan Batas Bumi II Distribusi Rata - Rata Kecepatan Angin dengan ketinggian lapisan Batas bumi II Fluktuasi Lebih II. 5. Peta Angin III. TEORI KONVERSI TENGA ANGIN KE ENERGI LISTRIK III. 1. Umum III. 2. Prinsip Dasar Karakteristik Airfoil III. 3. Efek Angka Reynolds Pada Karakteristik Airfoil... 24

7 III. 4. Transmisi Mekanik III. 5. Generator III Generator Sinkron III Generator Induksi Rotor Sangkar III Generator Kecepatan Variabel III. 6. Pengaturan Putaran Generator III. 7. Penyimpanan Energi III. 8. Pendisainan rotor untuk kecepatan generator III. 9. Kurva Daya III. 10. Produksi Energi Tahunan SKEA III. 11. Perkiraan Produksi Energi Pada Mesin Ideal Dan Mesin Riil III. 9. Daya dan Torsi Pada Rotor Riil III. 9. Penyimpangan Karakteristik Kekuatan dari Rotor IV. PRODUKSI ENERGI APLIKASI PANTAI CERMIN IV. 1. Umum IV Potensi Pemanfaatan Tenaga Angin Di Pantai Cermin IV Performansi IV Ekonomis IV. 2. Pengaruhnya Terhadap Lingkungan V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran... 61

8 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Aspek kemampuan Mesin Tabel 4.1. Indikasi tingkat energi angin di Indonesia Tabel 4.2. Kecepatan angin bulan Desember Tabel 4.3 Data kecepatan angin, kerapatan daya angin dan kerapatan energi angin untuk daerah Pantai Cermin Tahun Tabel 4.4 Total Harga (Power Projects)... 57

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kecepatan Angin... 4 Gambar 2.2 Sirkulasi Udara Global... 6 Gambar 2.3. Sistem Sirkulasi Udara Global... 7 Gambar 2.4 Angin Barat Dan Timur... 8 Gambar 2.5 Daerah Hembusan Angin... 9 Gambar 2.6. Diagram Tekanan Dan Kecepatan Angin Pada Sudu Rotor Turbin Gambar 2.7 Tipe Tipe Kekasaran Permukaan Gambar 2.8 Spectrum Daya Van Der Hoven Dari Fluktuasi Angin Gambar 2.9 Peta Angin Global Gambar 3.1 Lift And Drag Gambar 3.2 Koefisien Lift C l (Α) Dan Drag C d (Α) Gambar 3.3 Distribusi Aliran Dan Tekanan Sekitar Baling Baling Pada Sudut α Gambar 3.4 Aliran Melalui Baling Baling Pada Kondisi Stall) Gambar 3.5 Daya Dan Torsi Rotor Angin Sebagai Fungsi Kecepatan Rotasi Untuk Kecepatan Angin Yang Berbeda Gambar 3.6 Kurva Daya Dan Torsi Dari Dua Rotor Angin Sebagai Fungsi Rasio Tip Speed Gambar 3.7 Koefisien Lift Dan Drag Untuk Naca 4412 Pada Angka Reynolds Yang Berbeda Gambar 3.8 (C l /C d ) Max Bervariasi Dengan Angka Re Yang Berbeda Beda Gambar 3.9 Transmisi Roda Gigi 2 Tingkat Gambar 3.10 Menemukan Hubungan Kecepatan Angin Daya Keluaran Dari Generator Yang Terkopel Ke Rotor Angin Gambar Sistem Pembangkit Turbin Angin Dengan Generator Sinkron Gambar 3.12 Hubungan AC DC AC Gambar 3.13 Instalasi Turbin Angin Gambar 3.14 Kurva Daya Ideal Dan Riil Gambar 3.15 Kurva Efisiensi Daya Untuk Turbin Dengan Generator

10 Yang Berbeda Gambar 3.16 Produksi Energi Tahunan Gambar 3.17 Contoh Dari Karakteristik Rotor Gambar 3.18 Tampak Atas Rotor. Arah Gaya Rotor Pada Penyimpangan Gambar 3.19 Kurva C p - λ Untuk Sudut Penyimpangan Yang Berbeda δ Dari Cwd Gambar 3.20 Gaya Aksial (C fax (λ,δ)) Untuk Penyimpangan Sudut Yang Berbeda Untuk Cwd Gambar 3.21 Pengukuran Daya Untuk Cwd

11 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Daya maksimum energi angin di Pantai Cermin... 53

dokumen-dokumen yang mirip

SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik EKAWIRA K NAPITUPULU NIM

UJI PERFORMANSI TURBIN ANGIN TIPE DARRIEUS-H DENGAN PROFIL SUDU NACA 0012 DAN ANALISA PERBANDINGAN EFISIENSI MENGGUNAKAN VARIASI JUMLAH SUDU DAN SUDUT PITCH SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi