DAFTAR ISI COVER LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR GRAFIK i iii v vii ix xi xiii BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan 3 1.5 Metodologi Penelitian 3 1.6 Sistematika Laporan 4 1.7 Manfaat 5 BAB II LANDASAN TEORI 7 2.1. Penyimpanan Energi Dengan Flywheel / Roda Gaya 7 2.2. Penggunaan Flywheel / Roda Gaya 10 2.3. Mekanisme Penyimpanan Energi Pada Flywheel 12 2.3.1. Momen Inersia 13 2.3.2. Gaya, Torsi dan Energi Kinetik 15 2.4. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro 18 2.4.1 Sistem Mikrohidro 19 2.4.2. Turbin Mikrohidro 21 BAB III FABRIKASI DAN UJI PERFORMANSI FLYWHEEL PADA MINIPLANT MIKROHIDRO 23 3.1. Fabrikasi Flywheel 23 vii
3.2. Fabrikasi Miniplant Mikrohidro 27 3.3. Penimbangan Massa Flywheel 29 3.4. Uji Performansi Miniplant Mikrohidro 29 3.5. Uji Performansi Flywheel 30 3.5.1. Pengukuran Kecepatan Rotasi (RPM) 30 3.5.2. Pengukuran Energi Store/Energi Sisa 32 3.5.3. Pengukuran Torsi 32 BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN HASIL UJI PERFORMANSI 35 4.1. Analisa Pertimbangan Ilmiah Pemilihan Perubahan Jari-Jari Dari Pada Perubahan Massa Dalam Meningkatkan Kinerja Flywheel 35 4.2. Analisa Hasil Uji Performansi 39 4.2.1. Analisa Hasil Penimbangan Massa Flywheel 39 4.2.2. Analisa Hasil Uji Kecepatan Rotasi 39 4.2.3. Analisa Hasil Uji Energi Kinetik 41 4.2.4. Analisa Hasil Uji Energi Sisa 44 4.2.5. Analisa Hasil Uji Torsi 47 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 51 5.1 Kesimpulan 51 5.2 Saran 51 DAFTAR PUSTAKA 53 LAMPIRAN A 55 LAMPIRAN B 65 LAMPIRAN C 71 LAMPIRAN D 75 LAMPIRAN E 79 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Flowchart penelitian tugas akhir 5 Gambar 2.1. Flywheel / roda gaya 7 Gambar 2.2. Perbandingan kemampuan alat penyimpan energi 8 Gambar 2.3. Flywheel energy storage pada stasiun luar angkasa 10 Gambar 2.4. Flywheel pada traktor bermesin diesel 11 Gambar 2.5. Sistem aplikasi flywheel pada pembangkit Listrik 12 Gambar 2.6. Gerak rotasi pada silinder 13 Gambar 2.7. Momen inersia berbagai bentuk benda tegar 13 Gambar 2.8. Momen inersia flywheel yang berputar 16 Gambar 2.9. Energi kinetik pada flywheel 17 Gambar 2.10. Pembangkit listrik tenaga mikrohidro 18 Gambar 2.11. Skema sistem pembangkit listrik Mikrohidro 20 Gambar 2.12. Turbin mikrohidro 21 Gambar 3.1. Variasi ukuran flywheel 26 Gambar 3.2. Desain aplikasi flywheel pada turbin Mikrohidro 27 Gambar 3.3. Komponen turbin miniplant mikrohidro 28 Gambar 3.4. Komponen rumah miniplant mikrohidro 28 Gambar 3.5. Miniplant mikrohidro 28 Gambar 3.6. Penimbangan massa flywheel 29 Gambar 3.7. Pengujian miniplant mikrohidro 30 Gambar 3.8. Stroboscobe 30 Gambar 3.9. Pengujian mengukur kecepatan rotasi flywheel pada miniplant mikrohidro 31 Gambar 3.10. Pengukuran kecepatan rotasi flywheel pada miniplant mikrohidro 31 Gambar 3.11. Metode pengukuran torsi flywheel pada miniplant mikrohidro 32 ix
Gambar 3.12. Pengukuran uji torsi flywheel pada miniplant 33 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Contoh energi kinetik rotasi yang tersimpan pada benda yang berputar 9 Tabel 3.1. Variasi ukuran jari-jari flywheel 22 Tabel 3.2. Variasi flywheel dengan massa yang sama 24 Tabel 4.1. Perubahan Massa flywheel dengan jari-jari konstan dan perubahan jari-jari flywheel dengan massa konstan 36 Tabel 4.2. Perbandingan nilai energi kinetik dan torsi flywheel terhadap perubahan massa dan perubahan jari-jari 37 Tabel 4.3. Hasil penimbangan massa flywheel 39 Tabel 4.4. Hasil pengukuran kecepatan rotasi flywheel 40 Tabel 4.5. Hasil perhitungan energi kinetik terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 42 Tabel 4.6. Hasil perhitungan energi kinetik terhadap perubahan jari-jari flywheel secara teoritis dengan kecepatan konstan 43 Tabel 4.7. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk berhenti berputar terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 45 Tabel 4.8. Hasil perhitungan torsi terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 47 Tabel 4.9. Hasil perhitungan torsi terhadap perubahan jari-jari flywheel secara teoritis dengan percepatan konstan 48 xi
xii
DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1. Perubahan nilai energi kinetik flywheel terhadap perubahan massa dan perubahan jari-jari 37 Grafik 4.2. Perubahan nilai torsi flywheel terhadap perubahan massa dan perubahan jari-jari 38 Grafik 4.3. Perubahan kecepatan Rotasi terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 40 Grafik 4.4. Perubahan energi kinetik terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 42 Grafik 4.5. Perubahan energi kinetik terhadap perubahan jari-jari flywheel secara teoritis dengan kecepatan konstan 43 Grafik 4.6. Perbandingan perubahan energi kinetik rotasi terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian dan perhitungan secara teoritis 44 Grafik 4.7. Perubahan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk berhenti berputar terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 45 Grafik 4.8. Perbandingan perubahan energi kinetik rotasi dan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk berhenti terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 46 Grafik 4.9. Perubahan torsi terhadap perubahan jari-jari flywheel dari pengujian 48 Grafik 4.10. Perubahan torsi terhadap perubahan jari-jari flywheel secara teoritis dengan percepatan konstan 49 Grafik 4.11. Perbandingan perubahan torsi dari pengujian dan secara teoritis terhadap perubahan jari-jari flywheel 49 xiii
xiv
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1. Proses Fabrikasi Flywheel dan Miniplant Mikrohidro L-1 LAMPIRAN 2. Proses Pengujian Debit Air Miniplant Mikrohidro L-2 LAMPIRAN 3. Proses Penimbangan Massa Flywheel L-3 LAMPIRAN 4. Pemasangan Flywheel Pada Miniplant L-4 LAMPIRAN 5. Proses Pengambilan Data L-5 LAMPIRAN 6. Data hasil perhitungan energi kinetik dari pengujian L-6 LAMPIRAN 7. Data hasil perhitungan energi kinetik secara teoritis dengan asumsi kecepatan rotasi konstan pada 304.25 RPM L-7 LAMPIRAN 8. Data Hasil Perhitungan torsi dari Pengujian L-8 LAMPIRAN 9. Data hasil perhitungan torsi secara teoritis dengan asumsi percepatan konstan pada 5 rad/s 2 L-9 xv
xvi