BAB III PERANCANGAN SISTEM DAN PEMBUATAN ALAT

Transkripsi

1 38 BAB III PERANCANGAN SISTEM DAN PEMBUATAN ALAT Bab ini membahas rancangan diagram blok alat, rancangan Konstruksi Kumparan Stator dan Kumparan Rotor, rancangan Konstruksi Magnet Permanent pada Rotor dan rancangan flow chart GAMBARAN UMUM SISTEM Dalam perancangan alat Pembangkit Listrik Tenaga piko hidro ini terdiri dari 2 komponen yaitu, kincir air dan generator magnet permanennya, secara garis besar alat ini berfungsi untuk menghasilkan tegangan ac. Gambar 3.1. Desain full Pembangkit Listrik Tenaga Pico Hydro 38

2 Blok Diagram Alat ini bekerja atas bantuan aliran air yang menggerakan turbin setelah itu puli katrol yang terhubung turbin akan menggerakan puli yang tergabung dengan generator magnet permanen, sehingga karena ada energi kinetik yang di salurkan pada generator, generator akan menimbulkan GGL ( Gerak Gaya Listrik ) dan merubah menjadi energi listrik. Airan air Turbin Generato Pengaman Beban Gambar 3.2. Blok Diagram Sistem Fungsi dari tiap blok dalam diagram adalah sebagai berikut : 1. Aliran Air : Energi alami yang di gunakan untuk menggerakan turbin air. 2. Turbin : mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Turbin sederhana memiliki satu bagian yang bergerak, "asembli rotor-blade". Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor. Contoh turbin awal adalah roda air.

3 40 3. Generator : sebuah mesin yang dapat mengubah energi gerak (mekanik) menjadi energi listrik (elektrik). 4. Pengaman : alat yang digunakan untuk memutus secara otomatis apabila dalam suatu Instalasi listrik mengalami gangguan seperti Beban lebih dan kosleting listrik. 5. Beban : Segala sesuatu yang ditanggung oleh pembangkit listrik atau bisa disebut segala sesuatu yang membutuhkan tenaga/daya listrik 3.2. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PROTOTIPE PLTPH Dalam perancangan dan pembuatan Prototipe PLTPH ( Pembangkit Listrik Tenaga Piko Hidro ) ini meliputi beberapa tahapan, yaitu sebagai berikut : Perancangan Alat Prototipe PLTPH Pembuatan gambar rancangan dua dimensi Menggunakan Paint model sistem PLTPH yang dapat dilihat pada Gambar 3.1.

4 Gambar. 3.3 Sketsa Rancangan PLTMH Keterangan gambar 3.3 : 1. Air 2. Kincir Air 3. V-belt 4. Generator 5. Beban ( Lampu ) 6. Pulley Pembuatan Generator Magnet Permanen Pembuatan generator magnet permanen pada alat tersebut menggunakan dinamo kipas angin bekas dan merubah konstruksi rotor hingga statornya, dalam merubah konstruksi rotor dan statornya melalui beberapa tahap yaitu :

5 42 a. Pembuatan kumparan stator dan rotor magnet permanen Pembuatan kumparan stator dan rotor magnet permanen akan menentukan jumlah kutub stator menggunakan Persamaan (2.2), spesifikasi generator yang di inginkan ialah 1500 rpm, 50Hz : n = ( 60 x f ) / p 1500 = (60 x 50 ) / p p = 3000 / 1500 = 2 pasang kutub, jadi jumlah kutub, p = 2 x 2 = 4 kutub Gambar Kumparan Stator dan rotor 4 Kutub Generator 1 fasa. Ada pun speifikasi ukuran kawat yang di gunakan pada generator tersebut dapat kita lihat pada tabel 3.2.

6 43 Tabel 3.1. spesifikasi kumparan PLTPH Keterangan Diameter Jumlah Lilitan Kumparan AC Volt 0,55 mm 50 lilitan Kumparan Exciter 0,30 mm 80 lilitan b. Menentukan Jenis Magnet Magnet permanen Yang digunakan dalam perancangan ini adalah jenis magnet NdFeb (Neodymium-Iron-Boron) karena magnet ini memiliki maximum energi produk (BHmax) paling tinggi, yaitu hingga 440 KJ/m3 (Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik,LIPI.2008). Jenis dari magnet NdFeb sangat bervariasi tergantung dari kebutuhannya. Tipe magnet NdFeb yang digunakan dalam PMG ini yakni NdFeb N42 Ni, yang memiliki ukuran 10 x 20 x 10 (mm), berbentuk balok dan terbuat dari bahan nikel. c. Menghitung kekuatan magnet pada generator yang akan di buat menggunakan persamaan (2.4): B = 1,3 B = 0,75 T Kekuatan magnet pada generator yang akan di rancang ialah 0,75 T

7 44 d. Menentukan Luasan Magnet Menentukan Luasan Area Magnet Luasan area magnet ini menentukan luasan rotor dengan selanjutnya adanya syarat bahwa luasan piringan stator mengikuti luasan rotor dengan tujuan untuk mensinkronkan antara kutub magnet permanen dengan kumparan pada stator. ro r1 Gambar. 3.5 Radius luar dan radius dalam magnet e. Luasan magnet dihitung dengan Persamaan( 2.5 ) :. Am = ( ) ( ) Am = 0, Luasan magnet pada generator yang akan di rancang ialah : 0, f. Menentukan Kerapatan Fluks Magnetik Menentukan Kerapatan Fluks Magnetik Dalam perancangan rotor ini maka dalam mencari Fluks magnetik menggunakan persamaan (2.6) :

8 45 = 0, x 0,75 T = 0, Wb Maka diperoleh fluks maksimum yang dihasilkan ialah : 0, Wb g. Pembuatan Rangkaian Penguat Medan magnet Rangkaian exiter ialah rangkaian yang mengalirkan tegangan dari kumparan bantu ke kumparan rotor setelah di searahkan oleh dioda bridg melalui sikat brus yang di tempelkan pada slip ring.. Gambar. 3.6 Rangkaian Penguat Medan Magnet Pembuatan Turbin Pico Hydro dalam pembuatan turbin pico hydro ada beberapa bagian penting yaitu, kincir air, saluran transmisi sabuk-puli (belt and pulley), dan kerangka yang akan menunjang seluruh komponen.

9 46 a. Pembuatan Kincir Air Dalam hal ini pembuatan kincir air alat tugas akhir tersebut menggunakan pelek ban bekas dengan design seperti gambar di bawah ini. 2 1 Gambar desain kincir air Keterangan : pembuatan saluran transmisi alat tugas akhir ini dengan ukuran : 1. Ukuran Kincir = 32 cm 2. Ukuran Sirip = 12 cm 3. Jumlah Sudu = 10 Buah b. Pembuatan saluran transmisi sabuk puli ( belt and pulley ) Perbandingan antara puli catrol yang di gunakan dalam alat ini ialah :

10 Gambar desain saluran transmisi sabuk dan puli. Keterangan : pembuatan saluran transmisi alat tugas akhir ini dengan ukuran : 1. Puli Katrol Penggerak = 32 cm 2. Panjang V-belt = 70 cm 3. Puli Katrol yang di gerakan = 7 cm c. Pembuatan Kerangka. Dalam pembuatan krangka alat tugas akhir tersebut menggunakan Diamond Hollow yang berbahan dasar logam 45 % yang berukuran 3,5 x 3 cm. Gambar 3.9. Desain 3D Krangka Perancangan Turbin Air.

11 Sistem Pengamanan Alat. Sistem keamanan dalam alat ini menggunakan MCB (Miniature Circuit Breaker ). MCB berfungsi sebagai pengaman hubung singkat (konsleting) dan juga berfungsi sebagai pengaman beban lebih. MCB akan secara otomatis dengan segera memutuskan arus apabila arus yang melewatinya melebihi dari arus nominal yang telah ditentukan pada MCB tersebut. Gambar Rangkaian Pengaman Beban Listrik FLOW CHART Untuk Flow chart Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Picohydro dari awal hingga akhir dapat di lihat pada gambar Gambar 3.11.

12 49 Mulai Perencanaan Pembuatan dengan Mencari Jurnal Internasional Pembuatan Pembangkit Pengujian Alat di Dengan Penggerak Air Terjun Pengujian Alat di Dengan Penggerak Mesin Bor Menganalisa Keluaran Tegangan Dari kedua Pengujian Pembuatan Laporan Selesai Gambar Flow chart Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Picohydro

13 50