BAB III. yang dihasilkan dari pembangkit tersebut. PLTA menghasilkan energi listrik yang besar

Transkripsi

1 BAB III KEBUTUHAN DAN PERALATAN PLTMH 3.1 Skema pembangkit PLTMH dan PLTA Sebelum mengetahui apa saja peralatan yang digunakan untuk membangun sebuah PLTMH, harus diketahui skema, sistem dan layout bagaimana energi listrik dapat dihasilkan. Pada umumnya skema pembangkit listrik tenaga mikro hydro tidak berbeda jauh dengan PLTA karena prinsip dasarnya adalah memanfaatkan energi yang ada pada fluida dalam hal ini adalah air baik dari debitnya, kecepatan atau laju alirannya dan faktor ketinggian dari air tersebut. Yang membedakan adalah besarnya energi listrik yang dihasilkan dari pembangkit tersebut. PLTA menghasilkan energi listrik yang besar umumnya listrik yang dihasilkan di atas 1 mega Watt. Sedangkan PLTMH menghasilkan listrik dibawah 1 mega Watt. Berikut adalah perbedaan skema dari PLTMH dan PLTA. Gambar 3.1 Skema PLTMH TEKNIK MESIN Page 25

2 Gambar 3.2 Layout PLTMH Sumber : Gambar 3.3 Skema PLTA TEKNIK MESIN Page 26

3 Gambar 3.4 Layout PLTA Sumber : Pada gambar di atas terlihat perbedaan antara PLTMH dan PLTA. Sistem yang digunakan PLTMH sangat sederhana. Sedangkan pada PLTA, sistem yang digunakan rumit dan banyak peralatan yang dibutuhkan sampai ke pelanggan dikarenakan energi listrik yang dihasilkan sangat besar pada kisaran mega Watt.

4 3.2 Daerah Aliran Sungai (DAS) dan Waduk Daerah Aliran Sungai (DAS) Sumber energi yang paling utama dari PLTMH adalah fluida dalam hal ini adalah air. Jika debitnya besar dan laju alirannya tinggi,maka dapat dimanfaatkan untuk menggerakan sudu-sudu turbin yang terhubung dengan generator dimana energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki fluida tersebut dapat dikonversi menjadi energi mekanik. Untuk mendapatkan volume dan laju aliran tersebut maka dibutuhkan suatu aliran sungai atau dengan membuat sebuah waduk buatan. DAS atau daerah aliran sungai biasanya banyak dimanfaatkan untuk membuat PLTMH karena sudah terbentuk secara alami dan banyak terdapat di daerah daerah di pedesaan. Di Indonesia sendiri, PLTMH mulai banyak diminati karena dapat dibangun dengan biaya yang rendah dan banyaknya sumber aliran sungai. Pemilihan DAS harus benar-benar dipastikan bahwa aliran tersebut selalu stabil dan continue, tidak terpengaruh oleh musim terutama jika musim kemarau. Karena debit air tersebut akan sangat berpengaruh sekali terhadap energi listrik yang dihasilkan, bersih dari sampah karena dapat menyumbat aliran air yang akan melewati pipa pesat (penstock) mengalir ke turbin, dapat menghambat kerja dari turbin sehingga berpengaruh terhadap listrik yang dihasilkan, dan dapat merusak peralatan-peralatan tersebut. Gambar.3.5 adalah salah satu sistem PLTMH sederhana yang umum dibuat pada sekitar daerah aliran sungai dimana laju aliran air yang stabil menuju ke bak penenang, keluar melalui pipa pesat, dan masuk ke power house untuk menggerakan sudu sudu turbin yang terhubung ke generator. Di generator tersebut listrik dibangkitkan. TEKNIK MESIN Page 28

5 Gambar 3.5 Layout PLTMH tampilan detail dan 3D dengan software Unigraphics Waduk Selain aliran sungai yang mengalir secara continue, sumber yang lain untuk PLTMH adalah dengan membangun waduk buatan. Waduk dibuat untuk menampung air pada saat curah hujan tinggi bisa berfungsi sebagai saluran pelimpahan dari sungaisungai kecil agar tidak terjadi banjir. Volume air yang besar dapat dimanfaatkan TEKNIK MESIN Page 29

6 energinya untuk membuat sebuah pembangkit listrik. Tentu saja pembangunan waduk buatan membutuhkan biaya yang lebih besar. Selain untuk pembangkit tenaga listrik, waduk tersebut dapat juga dimanfaatkan untuk pengairan dan irigasi. Ada juga waduk yang sudah terbentuk karena faktor alam atau sudah terbentuk dengan sendirinya. Gambar 3.6 Waduk buatan di Rusia Sumber : forum.kompas.com 3.3 Bak penenang Bak penenang dibutuhkan untuk menampung air agar volume yang mengalir ke turbin dijaga agar selalu stabil sesuai dengan perencanaan, baik pada saat debit air kecil ketika dimusim kemarau ataupun ketika debit air naik pada saat musim hujan sehingga energi listrik yang dihasilkan tidak mengalami perubahan yang signifikan. Bak penenang juga berfungsi sebagai penyaring dari sampah-sampah, menampung sedimen-sedimen yang ikut terbawa aliran air sehingga tidak menyumbat saluran yang akan masuk ke turbin terutama di pipa pesat yang mempunyai diameter yang kecil yang dapat TEKNIK MESIN Page 30

7 mempengaruhi kerja dari turbin dan generator. Bak penenang umumnya dibuat untuk PLTMH yang debit airnya selalu berubah- ubah. Contoh bak penenang seperti pada gambar 3.5 point Pipa pesat (penstock) Peralatan lain dalam perencanaan PLTMH adalah pipa pesat (penstock). Pipa pesat berfungsi mengalirkan air yang sudah ditampung dalam bak penenang ke turbin. Dalam pipa pesat inilah energi yang sesungguhnya dioptimalkan. Pemakaian pipa pesat harus dihitung kekuatannya dan bahan yang digunakan karena dalam pipa pesat ada gaya yang bekerja dan harus kuat menahan tekanan dan gaya-gaya dari air. Selain itu pipa pesat juga berfungsi merubah energi pada air. Beberapa bahan pipa pesat yaitu besi, baja, beton, fiber, baja komposit, polymer, dll. Faktor perencanaan dan kondisi wilayah juga dapat menentukan jenis bahan apa yang dipergunakan. Sebagai contoh untuk daerah yang ekstrim dapat digunakan pipa pesat dengan bahan dari logam atau baja. Karena selain kuat, juga dapat menahan benturan dan faktor alam serta cuaca sehingga tidak mudah rusak dan pecah. Untuk daerah yang DAS nya dekat dengan power house atau dengan head rendah, dapat digunakan pipa pesat dengan bahan polymer seperti pvc. Untuk menghitung diameter pipa pesat dapat digunakan rumus persamaan kontinuitas yang telah dibahas pada bab 2. Ketebalan dari pipa pesat perlu diperhitungkan supaya dapat menahan tekanan dari dalam dan juga tidak terlalu tebal karena berhubungan dengan biaya dimana jika semakin tebal pipa maka harganya pun akan semakin mahal. Jadi perlu perhitungan yang spesifik untuk menentukan diameter dan ketebalan pipa pesat. TEKNIK MESIN Page 31

8 Rumus untuk mencari ketebalan dinding batang pipa : T = dp/20σ tkmat + p..(3.1) Akatherm. Basic Calculation Dimana : T = Tebal dinding minimum (mm) p = tekanan dalam pipa (N/m²) d = diameter luar (m) σ tkmat = Tegangan tekan material (N/m²) Dalam pemasangan pipa pesat di plant, usahakan meminimalkan tikungan atau kelokan untuk memaksimalkan energi yang ada pada fluida sehingga energi yang terbuang (losses) sedikit. Pemasangan pipa pesat yang baik seperti ditunjukan pada gambar 3.7. Gambar 3.7 Desain layout pipa pesat Sumber : Hydro penstock (redraw) TEKNIK MESIN Page 32

9 Gambar adalah contoh pemasangan pipa pesat yang sangat baik dimana pipa dipasang langsung menuju power house tanpa adanya banyak kelokan pipa (elbow). Gambar adalah contoh pemasangan pipa pesat yang baik jika bagian atas terlalu curam, filter yang tersumbat dapat menarik udara dalam pipa. Sedikit kemiringan dapat menjebak sedimen dan partikel-partikel. Gambar adalah contoh pemasangan pipa pesat yang cukup, aliran di bagian atas akan lamban, dibutuhkan pipa yang lebih besar dan kemungkinan keran dipasang untuk mendapatkan kecepatan aliran untuk mencocokan tingkat di bagian bawah. Gambar adalah contoh pemasangan pipa pesat yang kurang baik. Bagian atas yang miring dapat menjebak sedimen. Udara dapat terjebak di tempat yang tinggi.udara perlu dibuang dari tempat yang tinggi. Untuk jenis turbin dengan head yang tinggi, maka perlu diperhitungkan gaya-gaya dan losses yang timbul, karena akan berdampak adanya aliran yang tidak stabil (turbulensi) karena semakin cepatnya aliran air di dalam pipa dan juga kekasaran dari material pipa. Masalah seperti turbulensi, penurunan energi akibat adanya gesekan antara air dan dinding pipa juga perlu diperhitungkan agar energi yang dimanfaatkan maksimal. Sebagian dari perubahan tekanan disebabkan oleh perubahan ketinggian dan sebagian disebabkan oleh kerugian head yang berkaitan dengan efek gesekan, yang dinyatakan dalam faktor gesekan. Karena itu kekasaran pada pipa juga dapat mempengaruhi faktor gesekan yang terjadi. TEKNIK MESIN Page 33

10 Tabel 3.1. kekasaran Ekivalen pipa baru [dari Moody (ref.7) dan Colebrook (ref.8)] Jenis pipa Kekasaran Ekivalen, ε (mm) Baja 0,9 9,0 Beton 0,3 3,0 Kayu diamplas 0,18 0,9 Besi tuang 0,26 Besi galvanisir, tuang 0,15 Besi tempa 0,045 Pipa saluran 0,0015 Plastik, gelas 0,00 ( halus ) Sumber : Mekanika fluida (Bruce R, Donald F, Theodore H) Tabel 3.1 adalah nilai untuk pipa baru. Jika sudah lama biasanya akan muncul karat dan korosi pada dinding pipa, maka nilai tersebut akan berubah naik sesuai dengan kondisi pipa. Gambar 3.8 Aliran dalam pipa di dekat dinding kasar dan halus Sumber : Mekanika fluida (Bruce R, Donald F, Theodore H) (redraw) TEKNIK MESIN Page 34

11 Penurunan tekanan dan kerugian head dalam sebuah pipa tergantung pada tegangan geser dinding antara fluida dan permukaan pipa. Sebuah perbedaan antara aliran laminar dan turbulen adalah bahwa tegangan geser untuk aliran turbulen adalah fungsi dari kerapatan fluida ρ. Untuk aliran laminar, tegangan geser tidak tergantung pada kerapatan, sehingga hanya viskositas µ yang menjadi sifat fluida yang penting. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen tunak, tak mampu mampat di dalam pipa bundar horizontal berdiameter dapat ditulis dengan : p = p.v.d.l.ε.µ.ρ..(3.2) Mekanika fluida : 2003 Penurunan tekanan pada pipa lurus : p = ε.(l/d).(ρ/ ).(v 2 ).. (3.3) Akatherm. Basic Calculation Penurunan tekanan pada pipa kelokan : p = fr.(ρ/ ).(v 2 )..(3.4) Akatherm. Basic Calculation Dimana : p = Penurunan tekanan (N/m²) p = Tekanan (N/m²) v = Kecepatan fluida (m/s) d = Diameter dalam pipa (m) l = Panjang pipa (m) TEKNIK MESIN Page 35

12 ε = kekasaran ekivalen (m) µ = viskositas fluida (N.s/m 2) ρ = Densitas fluida (kg/m³) fr = faktor tahanan pipa belok (sesuai tabel 3.2) Tabel 3.2. Nilai tahanan pipa belok Sumber : Akatherm. Basic Calculation. TEKNIK MESIN Page 36

13 Pada diagram moody gambar 3.9 dapat dilihat bentuk aliran lamianar dan turbulen dengan faktor kekasaran di dalam sebuah pipa dan jenis pipa yang digunakan. Gambar 3.9 grafik faktor gesekan sebagai fungsi dari bilangan Reynolds dan kekasaran relatif pipa bundar-diagram Moody (data dari ref.7) Sumber : Mekanika fluida (Bruce R, Donald F, Theodore H) Untuk aliran laminer dan turbulen terdapat rumus yang berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminer atau turbulen, dipakai bilangan Reynolds: Re = vd/ µ..(3.5) Mekanika fluida : 2003 Dimana : Re = bilangan Reynolds v d = kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa (m/s) = diameter dalam pipa (m) TEKNIK MESIN Page 37

14 µ = viskositas fluida (N.s/m 2) untuk Re < 2300, aliran bersifat laminar untuk 2300 < Re < 4000, aliran bersifat transisi untuk Re > 4000, aliran bersifat turbulen 3.5 Turbin Turbin adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah energi kinetik dan potensial air menjadi energi mekanik atau energi gerak putar lalu dihubungkan dengan generator untuk membangkitkan energi listrik. Ada banyak jenis turbin yang dipakai sesuai kebutuhan. Pemilihan jenis turbin disesuaikan dengan head dan tekanan fluida. Untuk head yang tinggi yang memanfaatkan aliran dan kecepatan fluida umumnya dipakai turbin jenis pancaran (impuls). Dan untuk head yang rendah memanfaatkan tekanan lebih, maka umum digunakan turbin reaksi karena adanya aksi dan reaksi pada fluida yang bertekanan sesuai hukum newton Turbin tekanan sama atau pancaran bebas (impuls) Turbin impuls atau turbin tekanan sama adalah turbin yang memanfaatkan energi potensial air yang diubah menjadi energi kecepatan pada air dengan memancarkan air tersebut melalui nozzle yang dipasangkan pada ujung pipa pesat (penstock) yang diarahkan ke sudu-sudu yang terdapat pada turbin, tekanannya sama dengan tekanan sekitarnya atau atmosphere. Kecepatan aliran air yang tinggi inilah yang dimanfaatkan untuk memutar turbin. Yang termasuk dalam jenis turbin ini adalah : 1. Turbin Pelton Turbin ini umum digunakan dengan memanfaatkan head yang tinggi untuk mendapatkan kecepatan yang tinggi. Rotor turbin Pelton dilengkapi dengan sudusudu yang dipasang pada sekeliling disc. Sudu-sudu ini akan menerima tumbukan TEKNIK MESIN Page 38

15 pancaran air dari nozzle, sehingga sudu-sudu akan bergerak. Arah aliran pada turbin ini bekerja pada arah tangensial. Untuk mendapatkan kecepatan putaran yang tinggi, turbin ini dapat memakai lebih dari satu nozzle. Gambar 3.10 Turbin Pelton Sumber : TEKNIK MESIN Page 39

16 Gambar 3.11 Detail Turbin Pelton Sumber : TEKNIK MESIN Page 40

17 2. Turbin Crossflow Turbin crossflow merupakan salah satu jenis turbin impuls atau juga biasa disebut turbin osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin Crossflow. Turbin ini dapat dioperasikan pada debit 20 liter/ /detik sampai 10m 3 /detik dan head dikisaran meter. Turbin crossflow menggunakan nozzle yang sesuai dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu-sudu sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanik. Air mengalir keluar membentur sudu dan memberikan energinya (lebih rendah dibanding saat masuk) kemudian meninggalkan turbin. Runner turbin terbuat dari beberapa sudu yang dipasang pada sepasang piringan paralel. Kerjanya roda jalan turbin ini adalah seperti turbin pleton yaitu hanya sebagian sudu-sudu yang bekerja membalikan aliran air. Seperti halnya turbin Pelton, arah aliran turbin ini bekerja pada arah tangensial. Gambar 3.12 Aliran air pada turbin crossflow Sumber :

18 Gambar 3.13 Detail Turbin Crossflow Sumber : Turbin Reaksi (Tekanan lebih) Pancaran air yang mengenai dinding akan timbul suatu aksi atau gaya dorong/tumbukan. Pancaran air ini akan menumbuk dan mendorong dinding, sehingga dinding tersebut akan bergeser atau berpindah, dan bila dindingnya kuat, maka dinding akan melawan pancaran air. Arah dari pancaran air tersebut akan belok, dengan demikian akan ada perubahan besaran air yang bergerak. Turbin jenis ini bekerja atas gabungan dari kecepatan air dan tekanan. Perbedaan tekanan terjadi pada saluran masuk dan saluran keluar. Pada turbin jenis ini, sudu sudu gerak berada di dalam air. Yang tergolong jenis turbin ini adalah : TEKNIK MESIN Page 42

19 1. Turbin Kaplan Turbin Kaplan termasuk salah satu turbin tekanan lebih dimana sudu-sudu penggeraknya terdapat di dalam air atau terendam. Kelebihan turbin ini adalah dapat dioperasikan pada head yang rendah, dan terdapat sudu pengarah yang dapat disesuaikan dengan debit air yang tidak stabil. Turbin Kaplan termasuk kelompok turbin air reaksi jenis baling-baling (propeller), seperti halnya kincir angin yang diterpa angin maka akan berputar. Pada pemilihan turbin didasarkan pada kecepatan spesifiknya. Turbin Kaplan ini memiliki kecepatan spesifik tinggi (high spesific speed). Turbin kaplan bekerja pada kondisi head rendah dengan debit besar head dibawah 20 meter dan debit di atas 1m 3/ detik. Makin besar debit air yang mengalir, akan makin kecil tinggi air jatuh yang dapat dimanfaatkan karena tinggi air permukaan atas adalah tetap konstan sedangkan kelebihan pada permukaan air bawah akan naik. Arah aliran air turbin ini adalah bekerja pada arah aksial atau sejajar dengan poros turbin. Gambar 3.14 Turbin Kaplan Sumber : TEKNIK MESIN Page 43

20 Gambar 3.15 AliranTurbin Kaplan Sumber :

21 2. Turbin Francis Turbin Francis bekerja juga memakai tekanan lebih. Pada saat air masuk ke roda jalan, sebagian dari energi tinggi jatuh telah bekerja di dalam sudu pengarah diubah sebagai kecepatan arus masuk. Sisa energi tinggi jatuh dimanfaatkan di dalam sudu jalan. Dengan adanya pipa isap memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja di sudu jalan dengan semaksimum mungkin. Turbin yang dikelilingi sudu pengarah semuanya terbenam dalam air. Daya yang dihasilkan turbin bisa diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan sudu pengarah, dengan demikian kapasitas air yang masuk ke dalam roda turbin bisa diperbesar atau diperkecil. Arah aliran air turbin ini adalah bekerja pada arah gabungan dari radial dan aksial Gambar 3.16 AliranTurbin Francis Sumber :

22 Gambar 3.17 Penampang Turbin Francis Sumber : Pemilihan tipe turbin Untuk sudu-sudu yang mempunyai kelengkungan tajam, cocok digunakan pada tempat yang memiliki head tinggi dan makin rendah headnya, kelengkungan sudu yang diperlukan makin sedikit. Dari suatu tinggi air jatuh, dapat diperoleh daya spesifik yang dihasilkan turbin. Kapasitas aliran air menentukan berapa besar diameter pipa pesat yang akan digunakan didapat dari persamaan kontinuitas. Pada roda turbin gambar = D 1. π. b 1..(3.5) Turbin pompa dan kompresor : 1980 TEKNIK MESIN Page 46

23 Gambar 3.18 Hubungan antara D 1 dan b 1 pada perencanaan luas saluran Sumber : Turbin Pompa dan Kompressor (Fritz Dietzel) redraw TEKNIK MESIN Page 47

24 3.5.4 Kecepatan putaran turbin Dalam menentukan kecepatan putaran sedapatnya ditentukan setinggi mungkin, karena dengan kecepatan putar yang tinggi akan didapat momen puntir (kopel) yang kecil, poros yang kecil, dan diameter roda turbin yang kecil serta ukuran-ukuran bagian mesin lainnya kecil terutama generator. Kecepatan keliling yaitu : u 1 = D 1.π.n..(3.6) Turbin pompa dan kompresor : 1980 Kecepatan keliling akan meningkat dengan semakin besarnya n. Kecepatan spesifik adalah dasar untuk menentukan besaran-besaran selajutnya. Jadi untuk mendapatkan tinggi air jatuh yang maksimum, jumlah sudu roda turbin, perbandingan b/d, randemen yang diharapkan, kondisi turbin dan yang lainnya. Dengan diketahuinya nilai nq, maka dapat diketahui pula konstruksi turbin keseluruhannya dan kondisi kerjanya. Kecepatan spesifiq nq dipakai sebagai tanda batasan untuk membedakan tipe roda turbin dan dipakai sebagai suatu besaran yang penting dalam merencanakan turbin air... ³ ¾.. (3.7) Turbin pompa dan kompresor : 1980 Dimana : nq = Kecepatan spesifiq (min -1 ) n = Kecepatan putar (rpm) turbin yang ditentukan (1/menit) Q = Kapasitas air (m 3 /detik) h = Tinggi air jatuh (m) TEKNIK MESIN Page 48

25 Bila disebutkan maka nq adalah jumlah putaran roda turbin yang bekerja pada tinggi air jatuh h = 1m dan kapasitas air Q = 1 m 3 /detik ( dengan jumlah putaran yang tertentu n/menit). Turbin yang bekerja pada tinggi jatuh air yang berbeda dan kapasitas air yang berbeda, dan bekerja pada putaran yang telah ditentukan n/menit dan mempunyai harga nq yang sama, maka turbin tersebut secara bentuk adalah sama/mirip. Besar ukuran-ukuran pokoknya berbeda, diameter roda turbin berbeda dan lebar rodanya pun berbeda, tetapi bentuk sudu, sudut sudu pengarah, sudut sudu jalan, perbandingan diameter roda/lebarnya adalah sama. Selain itu turbin dapat direncanakan untuk kecepatan putar n yang tertentu, tinggi air jatuh yang sama, kapasitas air sama, tetapi bekerja dengan tipe sudu yang berbeda. Dari perbedaan roda turbin, meskipun untuk besarnya daya yang dihasilkan turbin sama, akan memberikan bentuk roda dan kecepatan spesifik nq yang berbeda pula. Dalam membuat roda turbin, umumnya membuat desain modelnya, setelah model tersebut diuji dianalisa sehingga didapat daya dan randemen turbin yang baik, kemudian dibuat roda turbin yang sesungguhnya dengan menurut model tersebut. Gambar 3.19 adalah penggunaan beberapa jenis turbin sesuai penggunaan, head dan putaran spesifik. Dalam daerah yang dibatasi dengan garis, terdapat banyak jenis turbin yang dibuat., sebetulnya garis tersebut sudah bukan merupakan garis batas lagi. Karena ada turbin yang titik muatan beban penuhnya (titik pada kondisi beban maksimum turbin) terletak di bawah atau di atas daerah yang diberi tanda. Titik beban penuh turbin dapat juga memang terletak di bawah daerah tersebut, bila dari kondisi tempat membutuhkan pemasangan turbin dengan khusus dan berdasarkan alasan untuk menghindari kavitasi. TEKNIK MESIN Page 49

26 Gambar 3.19 Daerah penggunaan beberapa jenis konstruksi yang berbeda Sumber : Tabel 3.3. Efisiensi turbin ( Wiratman,1975, Rustiati,1996) No Jenis Turbin Effisiensi (ηt) % head (m) 1. Pelton Francis Cross-Flow Kaplan Propeller TEKNIK MESIN Page 50

27 3.6 Generator Generator adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah energi mekanik dari turbin menjadi energi listrik untuk dapat dimanfaatkan oleh umat. Terhubung langsung dengan turbin dalam satu poros, ada pula sambungan antara turbin dan generator dihubungkan oleh kopling, beberapa ada pula yang menggunakan transmisi roda gigi. Bagian-bagian generator adalah sebuah lilitan kawat tembaga yang dilapisi lapisan resistansi agar antara satu kawat tembaga dengan kawat tembaga lainnya tidak terjadi hubungan yang dapat mengakibatkan generator tidak dapat beroperasi. Kawat tembaga tersebut melilit sebuah poros diantara baja silicon yang berputar sejajar terhadap sumbu turbin. Bagian yang berputar ini disebut rotor. Selain itu ada pula bagian lilitan kawat tembaga yang tidak berputar atau diam menempel pada dinding rumah generator atau biasa disebut stator. Gambar 3.20 Penampang sebuah Generator Sumber : Google.com TEKNIK MESIN Page 51

28 3.6.1 Rotor Rotor adalah bagian non-stasioner motor listrik berputar, pembangkit listrik atau alternator, yang berputar karena kabel dan medan magnet motor diatur sedemikian rupa sehingga torsi dikembangkan tentang sumbu rotor. Dalam beberapa desain, rotor dapat bertindak untuk melayani sebagai dinamo motor, dimana tegangan input diberikan. Kerugian rotor, bentuk penting dari kerugian daya pada motor induksi, sebagian besar tapi tidak sepenuhnya proporsional dengan kuadrat slip ( slip perbedaan antara kecepatan rotasi medan magnet dan rpm aktual rotor pada beban yang diberikan ). Dengan demikian kerugian rotor dikurangi dengan mengurangi tingkat slip untuk beban yang diberikan. Hal ini dilakukan dengan meningkatkan massa konduktor rotor ( konduktor bar dan akhir piring ) atau meningkatkan konduktivitas mereka, dan pada tingkat lebih rendah dengan meningkatkan jumlah medan magnet di celah udara antara rotor dan stator. Efisiensi listrik motor dapat ditingkatkan dengan mengganti standar aluminium konduktor listrik dalam motor rotor dengan tembaga, yang memiliki konduktivitas listrik yang lebih tinggi. Gambar 3.21 Rotor Sumber : Google.com TEKNIK MESIN Page 52

29 3.6.2 Stator Stator merupakan bagian yang diam atau statis pada generator. Perangkat ini dapat berupa magnet permanen atau elektromagnet. Dimana stator merupakan elektromagnet, kumparan yang memberikan energi ini dikenal sebagai bidang gulungan atau gulungan medan. Kumparan dapat berupa tembaga atau aluminium. Untuk mengurangi kerugian beban di motor, produsen selalu menggunakan tembaga sebagai bahan melakukan dalam gulungan. Aluminium, karena konduktivitas listrik yang lebih rendah, mungkin merupakan bahan alternatif dalam motor tenaga kuda fraksional, terutama ketika motor digunakan untuk jangka waktu yang sangat singkat. Sebuah alternator AC mampu menghasilkan listrik didaya arus tinggi beberapa kumparan generasi dihubungkan secara paralel, menghilangkan kebutuhan untuk komutator. Menempatkan kumparan medan pada rotor memungkinkan untuk mekanisme slip ring murah untuk mentransfer tegangan tinggi, arus listrik rendah untuk bidang gulungan berputar. Ini terdiri dari rangka baja melampirkan inti silinder berongga ( terdiri dari laminasi baja silikon ). Laminasi adalah untuk mengurangi kerugian histeresis dan arus eddy. Gambar 3.22 Stator Sumber : Google.com TEKNIK MESIN Page 53