STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH VARIASI PANJANG LENGAN PENDULUM TERHADAP POLA GERAK BANDUL DAN VOLTASE BANGKITAN GENERATOR PADA SIMULATOR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT SISTEM BANDUL (PLTGL SB) KONIS Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi Oleh : Ni Made Wulan Permata Sari 2107100077
Latar Belakang Manfaat Rumusan Masalah Pendahuluan Batasan Masalah Tujuan
Latar Belakang Permasalahan energi listrik Perlu energi ramah lingkungan Potensi : Indonesia sebuah negara Kepulauan Solusi : pemanfaatan gelombang air laut ( PLTGL SB )
Rumusan Masalah PANJANG LENGAN PENDULUM SIMULATOR PLTGL-SB KONIS AMPLITUD O GELOMBAN G LAUT PERIODE GELOMBAN G LAUT
Tujuan Melakukan studi eksperimental dan menganalisa pengaruh variasi panjang lengan bandul terhadap pola gerak bandul dan voltase bangkitan generator pada simulator PLTGL SB konis.
Batasan Masalah Seluruh massa yang bergerak dianggap kaku defleksi akibat elastisitas diabaikan. Batang pendulum dianggap tidak bermassa bola pendulum dianggap partikel bermassa. Pengaruh gesekan torsional pada pendulum diabaikan. Gerakan gelombang laut diasumsikan sinusoidal. Profil gelombang laut hanya terjadi pada arah sumbu x dan y yang merupakan sumbu tetap. Gerakan gelombang laut disimulasikan dalam sebuah mekanisme.
Manfaat Menyempurnakan penelitian-penelitian lain mengenai PLTGL-SB yang sudah ada. Menyediakan sumber energi alternatif bagi masyarakat. Mengetahui besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh simulator PLTGL SB.
KAJIAN PUSTAKA KAJIAN TERDAHULU Bapak Zamrisyaf SY dari Badan Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan PT. Perusahaan Listrik Negara (Persero). peralatan utama, seperti bandul, pemindah gerak bandul menjadi gerak putar, transmisi putaran, roda gila (fly wheel) dan dinamo. untuk areal lautan dengan luas lebih kurang 1 km² daya listrik 20 MW 40.000 rumah-tangga sederhana
Bandul Konis T v T cos θ θ T sin θ n m.g
METODOLOGI PROSEDUR PENELITIAN PROSEDUR PENGUJIAN PROSEDUR PERHITUNGAN
PROSEDUR PENELITIAN START Studi Literatur Pemodelan sederhana dari PLTGL-SB konis Penentuan input putaran motor penggerak ponton dan olakan ponton Memvariasikan panjang lengan pendulum Pengujian yes no Analisa dan Kesimpulan END
PROSEDUR PENGUJIAN A Mencatat voltase B C D START L 21 cm no Persiapan Peralatan m= 300 gram,θ=60 L = 15,18,21 cm n= 6,10,20 rpm Rc = 2,4,6 cm m= 300 gr Θ = 60 n1= 6 rpm yes Rc 6 cm yes n 20 rpm yes Voltase bangkitan dan grafik osiloskop no no Rc =2 cm L1 =15 cm Menjalankan motor L + 1 Rc + 1 n + 1 Analisa pola gerak dan voltase bangkitan END A B C D
PROSEDUR PERHITUNGAN Start Voltase bangkitan rata-rata (V) Besar hambatan (R) = 100 Ω Menghitung kuat arus yang mengalir (I) I = V/R Menghitung daya generator (P) P = V I Daya maksimum generator End
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Analisa Kinematika Gerak Ponton-pendulum Analisa Persamaan Gerak Pendulum Analisa Data Pengujian
Analisa Kinematika Gerak Pontonpendulum Analisa pergerakan sistem gerakan sebuah partikel terhadap sumbu bergerak. Sumbu X, Y dan Z adalah sumbu bergerak, sedangkan sumbu X, Y dan Z adalah sumbu diam.
Analisa Persamaan Gerak Pendulum y W sin α (t) I θ 1 W W cos α (t) α (t) x ΣM 0 = 0 ( CW + ) C T θ 1 Me= Wsin α. Lsinθ K T θ 1 L sinθ m
Analisa Data Pengujian ANALISA POLA GERAK BANDUL ANALISA VOLTASE BANGKITAN Sudut 60 Sudut 70 Sudut 45
ANALISA POLA GERAK BANDUL Sudut 60 L = 21 cm L = 18 cm L = 15 cm panjang lengan 21 cm dan 18 cm arah CW panjang lengan 15 cm cenderung CCW Pola gerak bandul paling baik (cenderung berputar searah) panjang lengan 21 cm
Sudut 60 Grafik voltase vs putaran motor untuk L =21cm Grafik voltase vs putaran motor untuk L=18 cm 1200 voltase (mv) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 6 10 20 jari-jari crank = 6cm jari-jari crank = 4cm jari-jari crank = 2cm voltase (mv) 1000 800 600 400 200 0 6 10 20 jari-jari crank = 6cm jari-jari crank = 4cm jari-jari crank = 2cm putaran motor (rpm) putaran motor (rpm) voltase (mv) Grafik voltase vs putaran motor untuk L=15 cm 1200 1000 800 600 400 200 0 6 10 20 jari-jari crank = 6cm jari-jari crank = 4cm jari-jari crank = 2cm Rc = 6 cm voltase bangkitan n = 20 rpm voltase bangkitan Makin jari-jari crank dan putaran motor maka voltase bangkitan yang dihasilkan makin besar pula. putaran motor (rpm)
Grafik Voltase vs Jari-jari Crank Sudut 60 Grafik voltase vs jari-jari crank untuk L=21cm Grafik voltase vs jari-jari crank untuk L=18cm 1400 1200 voltase (mv) 1200 1000 800 600 400 200 0 2 4 6 6rpm 10rpm 20rpm voltase (mv) 1000 800 600 400 200 0 3 4.5 6 6rpm 10rpm putan motor= 20rpm jari-jari crank (cm) jari-jari connecting rod (cm) voltase (mv) 1200 1000 800 600 400 200 0 Grafik voltase vs jari-jari crank untuk L=15 cm 3 4.5 6 jari-jari connecting rod (cm) 6rpm 10rpm 20rpm Panjang 21 cm voltase bangkitan Rc = 6 cm voltase bangkitan Makin panjang lengan pendulum dan jari-jari crank maka voltase bangkitan yang dihasilkan makin besar pula.
Sudut 60 Grafik voltase vs panjang lengan pendulum dengan Rc = 6 cm Grafik voltase vs panjang lengan pendulum dengan Rc = 4 cm 1200 voltase (mv) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 15 18 21 6rpm 10rpm 20rpm voltase (mv) 1000 800 600 400 200 0 15 18 21 6rpm 10rpm 20rpm panjang lengan pendulum (cm) panjang lengan pendulum (cm) voltase (mv) 580 560 540 520 500 480 460 Grafik voltase vs panjang lengan pendulum dengan Rc = 2 cm 15 18 21 panjang lengan pendulum (cm) 6rpm 10rpm 20rpm Panjang 21 cm voltase bangkitan n = 20 rpm voltase bangkitan Makin panjang lengan pendulum dan putaran motor maka voltase bangkitan yang dihasilkan makin besar pula.
ANALISA POLA GERAK BANDUL Kondisi : m =300 gram, Rc= 6 cm, n = 20 rpm Sudut 70 L = 21 cm L = 18 cm L = 15 cm
ANALISA VOLTASE BANGKITAN Sudut 70 L pengujian ke- (mv) voltase ratarata (cm) 1 2 3 4 5 (mv) 21 1305 1350 1310 1360 1350 1335 18 1200 1010 1050 1120 1300 1136 15 1050 1030 1030 1200 1200 1102 Grafik voltase vs panjang lengan pendulum untuk θ=70 voltasae (mv) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 15 18 21 panjang lengan pendulum (cm) voltase bangkitan sudut 70
ANALISA POLA GERAK BANDUL Kondisi : m =300 gram, Rc= 6 cm, n = 20 rpm L = 18 cm Sudut 45 L = 21 cm L = 15 cm
ANALISA VOLTASE BANGKITAN Sudut 45 L pengujian ke- (mv) voltase ratarata (cm) 1 2 3 4 5 (mv) 21 1110 1240 1090 1050 1110 1120 18 1050 1010 1050 1120 1130 1072 15 1050 1030 1030 1130 1060 1060 voltase (mv) 1130 1120 1110 1100 1090 1080 1070 1060 1050 1040 1030 Grafik voltase vs panjang lengan pendulum untuk θ = 45 15 18 panjang lengan pendulum (cm) 21 voltase bangkitan sudut 45
Perbandingan pengujian sudut konis 45, 60 dan 75 Perbandingan Pola Gerak Pendulum Θ = 45 Θ = 60 Θ = 70
Perbandingan Voltase Bangkitan sudut panjang lengan pendulum (cm) 15 18 21 70 1102 1136 1335 60 1090 1092 1152 45 1060 1072 1120 voltase (mv) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 Grafik voltase vs panjang lengan pendulum untuk sudut konis 45, 60 dan 70 sudut 70 sudut 60 sudut 45 Voltase bangkitan terbesar pada L=21cm dengan sudut konis 70 Daya generator terbesar = 0,0178 watt 200 0 15 18 21 panjang lengan pendulum (cm)
KESIMPULAN 1. Pola gerak bandul yang paling baik sudut konis 45 2. Semakin besarnya L, n dan Rc maka pola gerak bandul cenderung berputar searah. 3. Voltase bangkitan terbesar pada kondisi L=21cm, θ=70 4. Semakin besarnya n, Rc dan L maka voltase bangkitan yang dihasilkan makin besar.