ALAT PERAGA TENAGA PASANG SURUT ( TIDAL POWER ) UNTUK MATA KULIAH ENERGI BARU DAN TERBARUKAN ( NEW AND RENEWABLE ENERGY)

Transkripsi

1 ALAT PERAGA TENAGA PASANG SURUT ( TIDAL POWER ) UNTUK MATA KULIAH ENERGI BARU DAN TERBARUKAN ( NEW AND RENEWABLE ENERGY) Oleh Eko Suyadi NIM: Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Juli 2015

2

3

4

5 INTISARI Penelitian dalam skripsi ini adalah untuk merealisasikan suatu alat miniatur Tenaga Pasang Surut Air Laut sebagai alat peraga mata kuliah Energi Baru dan Terbarukan, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Alat peraga ini bekerja dengan menggerakkan turbin cross flow untuk memutar generator menggunakan sumber dari aliran air oleh pompa listrik 125 W. keluaran dari generator berupa tegangan, arus, daya dan energi ditampilkan dalam display 7 segment. Turbin yang dipakai adalah jenis cross flow dengan diameter 13 cm dan tinggi 10 cm. Turbin ini memiliki 11 sirip dan menghasilkan daya sebesar 3.02 W. Dengan debit air yang dihasilkan oleh pompa air sebesar liter/detik. Tegangan keluaran pada generator tanpa beban setelah di step up adalah 5.0 VDC, sedangkan daya keluaran menggunakan beban resistor agar tegangan stabil 5 VDC yaitu berupa resistor 470 Ω menghasilkan arus 10 ma dan daya sebesar 49 mw. Efisiensi keseluruhan sistem sebesar 1.7 %. i

6 ABSTRACT The research in this thesis is to realize a miniature tool Tidal Power Sea as props course New and Renewable Energy, Electronics and Computer Engineering Faculty of the Satya Wacana Christian University. Props is working with cross flow turbine to turn a generator using the source of the water flow by an electric pump 125 W. output of the generator in the form of voltage, current, power and energy displayed in the 7 segment display. Turbine used is the type of cross flow with a diameter of 13 cm and 10 cm high. This turbine has 11 fins and generating power by 3.02 W. With the discharge of water produced by the water pump at liters / sec. The output voltage at no-load generator in the step-up is after 5.0 VDC, while the output power using a load resistor so that a stable voltage 5 VDC in the form of 470 Ω resistor generates a current of 10 ma and a power of 49 mw. The overall efficiency of the system amounted to 1.7%. ii

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Tuhan yang Maha Esa atas semua berkat yang tak terkira sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Kedua orang tua, Terima kasih untuk segala dukungan dalam materi dan doa dalam pengerjaan skripsi ini. 3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Eng selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, pengarahan dan solusi selama mengerjakan skripsi ini. 4. Pacarku tersayang Dessi Puspita Hapsari Oneng atas dukungan moral, pengertian, dan doa yang diberikan selama pengerjaan skripsi ini. 5. Kakak Kakak ku terima kasih atas doa-doanya. 6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Pak Budi, Pak Harto, dan Pak Bambang yang turut andil dalam proses pengerjaan skripsi ini. 7. Teman-teman angkatan 2008, ayo segera lulus!!! 8. Para penghuni Lab XT selama penulis mengerjakan skripsi. 9. Bengkel las Bagus Rohmat atas bantuannya dalam realisasi turbin. 10. Teman ku Mas Purngadi Grandong atas bantuannya dalam realisasi mekanik pasang surut. 11. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi turut andil dalam proses pengerjaan skripsi ini. iii

8 Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika. Salatiga, Juli 2015 Penulis iv

9 DAFTAR ISI INTISARI... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii v vii viii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Tujuan Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 6 BAB II LANDASAN TEORI Energi Potensial Gerak Rotasi Benda Tegar Perbandingan Pulley Generator Mikrokontroler Sensor Kapasitif Sensor Arus Valve Elektrik Pompa Air Turbin BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM v

10 3.1. Mekanik Mekanik Bak Pasang Surut Mekanik Bak Penampung Pompa Air Turbin (cross flow ) Pulley Valve Elektrik Generator Kontrol Utama Modul mikrokontroler Modul Sensor Arus Modul driver beban AC Modul Sensor Kapasitif BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Pengujian Valve Elektrik dan Valve Manual Pengujian debit air dengan satu valve elektrik Pengujian debit air dengan satu valve elektrik diparalel dengan satu valve manual Pengujian debit air dengan dua valve elektrik diparalel dengan dua valve manual Pengujian debit air yang mengalir melewati dua lubang ¾ inchi Pengujian Pompa Air Pengujian Output Generator Penghitungan Efisiensi Sistem BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan vi

11 5.2. Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Pasang surut air laut yang dipengaruhi oleh gravitasi bulan dan matahari... 2 Gambar 1.2. proses pasang... 2 Gambar 1.3. proses surut... 3 Gambar 2.1. Potensial Gravitasi... 7 Gambar 2.2. Rotasi Benda Tegar... 8 Gambar 2.3. Kombinasi Pulley... 9 Gambar 2.4. Generator Gambar 2.5. Board Atmega Gambar 2.6. Sensor Kapasitif Gambar 2.7. Sensor Arus Gambar 2.8. Valve Electrik Gambar 2.9. Pompa Air Gambar Turbin cross flow Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem Secara Keseluruhan Gambar 3.2. Blok Diagram Mekanik Gambar 3.3. Realisasi Mekanik Gambar 3.4. Mekanik Bak Pasang Surut Gambar 3.5. Mekanik Bak Penampung Gambar 3.6. Pompa Air Gambar 3.7. Turbin Cross Flow Gambar 3.8. Realisasi Pulley Gambar 3.9. Gambaran Pulley Secara Sederhana Gambar Valve Elektrik Gambar Generator Gambar Arduino mega 2560 sebagai kontroler utama Gambar Sensor arus ACS Gambar Rangkaian driver beban AC untuk pompa air Gambar Sensor Kapasitif viii

13 Gambar 4.1. Paralel valve elektrik dengan valve manual Gambar 4.2. Display sensor ketinggian air dan VA pompa air Gambar 4.3. Pengujian keluaran genetarator dengan beban resistor ix

14 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Konfigurasipenggunaan pin/port Arduino Mega Tabel 4.1. Pengujian Modul Pompa Air Tabel 4.2. Pengujian Output Generator dengan beban Resistor x