THESIS RANCANG BANGUN MEKANISME PEMANEN ENERGI GETARAN DENGAN METODE ELECTROMAGNETIC DAN APLIKASINYA PADA MESIN DIESEL MTU TYPE 16V 956TB92 DI KRI KAKAP 811 Oleh: Rachmat Susanto 2108 205 002 DOSEN PEMBIMBING: Dr. Eng. Harus Laksana Guntur, ST, M.Eng PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN REKAYASA DESAIN DAN KONSTRUKSI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
KRI Kakap 811 memerlukan energi listrik alternatif guna memperingan kinerja DG. Pada saat terjadi black out diperlukan back up energi utk sistem kendali dan penerangan darurat. Getaran dari mesin pendorong pokok sbg energi terbuang dapat dimanfaatkan. 2
1. Perlunya sumber energi listrik alternatif yang mampu meringankan beban kerja DG. 2. Pembuatan mekanisme utk merubah getaran mjd energi listrik. 3. Mesin pendorong pokok mesin diesel MTU 16V 956TB92 sbg alternatif tempat pemasangan mekanisme tsb. 3
1. Memperoleh sumber energi listrik alternatif dng cara memanen energi getaran yg terbuang. 2. Memodelkan mekanisme pemanen energi getaran dengan metode electromagnetic. 3. Merencanakan dan membuat prototype mekanisme yang mampu memanen energi getaran dari mesin kapal dengan metode electromagnetic untuk aplikasi pada mesin diesel MTU type 16V 956TB92 di KRI KKP 811. 4. Tahu karakteristik dari mekanisme pemanen energi getaran melalui uji karakteristik prototype yang telah dibuat. 5. Aplikasi mekanisme pemanen energi getaran yang telah dibuat pada kondisi riil pada mesin MTU type 16V 956TB92 di KRI KKP 811. 4
1. Informasi seputar karakteristik & unjuk kerja pemanen energi getaran dengan metode electromagnetic, khususnya untuk aplikasi pada mesin diesel MTU type 16V 956TB92 di KRI KKP 811, yang belum pernah dilakukan oleh peneliti sebelumnya. 2. Alat pemanen energi getaran yang direncanakan Mampu meringankan kinerja pengawak diesel generator di KRI dalam hal pemeliharaan diesel generator. 3. Masukan bagi TNI AL dalam bidang pengembangan sumber energi listrik alternatif bagi KRI. 4. Memberikan konstribusi dalam perancangan dan analisa secara menyeluruh dan terarah pada pengembangan alat pemanen energi getaran. 5
1. Obyek pada mesin diesel MTU type 16V 956TB92 di KRI KKP 811 2. Metode yg digunakan electromagnetic metode 3. Pengujian mekanisme dr put mesin idle hingga maks yg diijinkan tanpa beban 4. Mekanisme konvertor dr DC ke AC tdk dibahas 5. Tdk dilakukan pemodelan matematis pd sumber energi getaran 6
Mulai Study literatur Study lapangan Pemilihan metode pemanen energi getaran Perencanaan komponen Pemodelan mekanisme Simulasi mekanisme Pembuatan prototype mekanisme, dengan variasi m dan k Uji karakteristik prototype Ya Tidak Analisa hasil uji karakteristik Uji aplikasi mekanisme Kesimpulan Selesai 7
Prototype mekanisme pemanen energi getaran dengan metode electromagnetic yang direncanakan dapat dimanfaatkan untuk memanen energi getaran yang terbuang pada mesin diesel MTU type 16V 956TB92 di KRI Kakap 811. Pemodelan mekanisme ɛ teoritis tertinggi 8,09 V pada k = 6,24 N/m; m = 28,8 gr; A = 6 mm; ω = 83,11 rad/det. Pengujian karakteristik Pmax = 0,000159 watt = 0,16 mw, pada k = 13,14 N/m; m = 0,036 kg; A = 6 mm dan kecepatan putaran disc ω 4 (ω 4 = 794 rpm). Efisiensi max. = 0,0994 % atau 0,1 %, pada k = 11,84 N/m; m = 0,0288 kg; A = 8 mm; dan ω = 350 rpm. Pada uji aplikasi Pmax = 2,02 µw pada sisi horisontal bag. haluan atas. 8
Penelitian lebih lanjut dng komponen lain yang divariasikan, seperti diameter kawat kumparan, N kawat, bahan pegas, dsb. Penelitian lebih lanjut jika menggunakan komposisi yg sama, tetapi dibangun dalam beberapa unit seri / paralel. Uji aplikasi lanjutan pada saat kapal sedang berlayar, sehingga dapat diteliti pengaruh gerakan kapal akibat gelombang air laut thd mekanisme pemanen energi getaran yang telah dibuat. Penelitian dng metode lain & obyek sama, spy dpt dibandingkan antara metode yang satu dengan yang lain.
Sekian dan terimakasih 10
Mulai Perencanaan model mekanisme Pemodelan matematis mekanisme Penentuan dimensi magnet dan pegas Mensimulasikan response getaran mekanisme dan tegangan bangkitan yang dihasilkan Penentuan desain kumparan (jumlah lilitan kawat) Input data simulasi disesuaikan dengan data riil yang direncanakan Running simulasi model mekanisme Ya Tidak Pengolahan data hasil simulasi ( x dan Ɛ teoritis ) Selesai 11
Mulai Penyiapan prototype dan alat uji Perakitan prototype ke mesin MTU 16V 956TB92 Pengujian prototype bertahap dari putaran idle (600 Rpm) hingga 800 Rpm kondisi mesin tanpa beban. Pengukuran output tegangan dengan oscilocope Evaluasi hasil uji coba Selesai 12
Vibrational Energy Harvesting Scheme Permanent Magnet Energy Storage Vibrating Body DC/AC converter Aplikasi langsung/tak langsung Coils 13
150 mm 25 mm 20 mm kumparan 14
15
k(y x) k c m N Massa (m) Transformasi Laplace x(t) y(t) Transfer function 16
Sine wave Tranfer fcn 17
18