4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 PENDAHULUAN Sistem Pengisian Konvensional Pembangkit listrik pada alternator menggunakan prinsip induksi yaitu perpotongan antara penghantar dengan garis-garis gaya magnet. Besarnya arus induksi tergantung pada kekuatan medan magnet, jumlah konduktor pemotong mesin medan magnet dan kecepatan perpotongan. Kerja sebuah alternator adalah medan magnet berputar (rotor) sedangkan penghantar (stator) diam. Alternator kumparan penghantar statis dipasang pada rangkaian disebut stator, medan magnet disebut motor yang bergerak di tengah stator. Stator terdiri dari konduktor yang gulungan kawat dengan gulungan yang banyak. Sehingga memungkinkan induksi listrik yang cukup besar. Arus yang dihasilkan oleh rotor dan stator masih berupa arus AC dan disearahkan oleh enam diode (Muryo Setyo, 2016). 2.2 PENGERTIAN GENSET Genset (generator set) adalah sebuah perangkat yang berfungsi menghasilkan daya listrik. Disebut sebagai generator set dengan pengertian adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat berbeda yaitu engine sebagai perangkat pemutar sedangkan generator sebagai perangkat pembangkit listrik. Engine dapat berupa mesin diesel berbahan bakar solar atau mesin berbahan bakar bensin, sedangkan generator merupakan kumparan atau gulungan tembaga yang terdiri dari stator (kumparan statis) dan rotor (kumparan berputar). Dalam ilmu fisika yang sederhana dapat dijelaskan bahwa engine memutar rotor pada generator sehingga timbul medan magnet pada kumparan stator generator, medan magnet yang timbul pada stator berinteraksi
5 dengan rotor yang berputar akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik yang dihasilkan oleh generator akan memiliki perbedaan tegangan diantara kedua kutub generatornya sehingga apabila dihubungkan dengan beban akan menghasilkan daya listrik atau dalam rumusan fisika sebagai P (daya) = V (tegangan) x I (arus), dengan satuan adalah VA atau Volt Ampere. Rumusan fisika yang lebih kompleks lagi dijelaskan bahwa P (daya) = V (tegangan) x I (arus) x CosPhi (faktor daya) dengan satuan Watt. (Elga Aris Prasetyo, 2013). 2.2.1 Prinsip Kerja Genset Mengubah energi bahan bakar menjadi energi mekanik, kemudian energi mekanik tersebut diubah atau dikonversi oleh generator sehingga menghasilkan daya listrik. Generator memiliki dua tipe, yaitu generator AC dan generator DC. Generator AC adalah generator yang manghasilkan arus listrik bolak balik, sedangkan generator DC adalah generator yang menghasilkan arus listrik searah. 2.2.2 Fungsi Genset Genset biasa digunakan untuk menghasilkan daya listrik alternatif, seperti ketika suplai pasokan daya listrik dari industri pembangkit listrik padam/off, atau dimana keadaan tidak ada pasokan jaringan listrik didaerah tersebut atau juga biasa digunakan ketika diperlukan daya listrik tambahan. 2.2.3 Komponen Utama Pada Genset Komponen utama dari genset dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Mesin / Engine 2. Alternator 3. Tangki Bahan Bakar 4. Voltage Regulator 5. Exhaust Cooling System 6. System Lubricant 7. Batterai
6 8. Control Panel 9. Frame / Kerangka Utama 1. Mesin / Engine Mesin merupakan komponen utama dari generator set atau genset. Mesin merupakan sumber energi input mekanis untuk generator. Ada beberapa bahan bakar yang digunakan agar mesin generator bisa beroperasi, diantaranya bensin, gas, atau diesel (solar). Bensin biasa digunakan di generator dengan kapasitas kecil sedangkan gas dan diesel biasanya digunakan di generator dengan kapasitas besar. Gambar 2.1 Mesin / Engine 2. Alternator Alternator adalah peralatan elektromekanis yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik bolak balik. Input mekanis dari mesin menghasilkan output listrik, alternator inilah bagian generator yang menghasilkan output listrik tersebut. Stator dan Rotor atau Amature merupakan komponen yang bekerja di dalam generator. Stator merupakan komponen stasioner, rotor atau Amature merupakan komponen yang bergerak menghasilkan medan magnet.. Gambar 2.2 Alternator
7 3. Tangki Bahan Bakar Besarnya kapasitas tangki bahan bakar berbanding lurus lamanya genset mampu beroperasi. Biasanya tangki bahan bakar mampu menjaga genset untuk beroperasi selama 6 hingga 8 jam. Dan untuk aplikasi yang komersial biasanya menggunakan tangki bahan bakar eksternal yang tentunya berguna untuk memperlama waktu operasional dari genset. Gambar 2.3 Tangki Bahan Bakar 4. Voltage Regulator Voltage Regulator merupakan komponen yang mengatur besarnya tegangan yang keluar dari generator. Hal ini sangat penting, karena jika listrik yang dihasilkan genset memiliki tegangan yang tidak stabil, tentu akan merusak alat-alat yang dipakai dengan genset tersebut, bahkan alat listrik bisa tidak berfungsi. Gambar 2.4 Voltage Regulator
8 5. Exhaust Cooling System Penggunaan genset pasti akan menimbulkan panas. Jika panas tersebut tidak dilepaskan maka akan sangat berbahaya bagi generator, generator bisa rusak bahkan meledak karena overheating (kelebihan panas). Pendingin dan exhaust cooling system inilah yang berperan sebagai ventilasi untuk melepaskan panas tersebut. Pelepasan panas tersebut biasanya dengan sistem pembuangan gas melalui kenalpot, radiator, dan kipas. Gambar 2.5 Exhaust Cooling System 6. System Lubricant Pelumasan tentu diperlukan agar genset mampu beroperasi dengan halus dan tahan lama. Di dalam pompa tersimpan minyak yang berfungsi untuk melumasi mesin generator. Kadar minyak pelumas ini perlu dicek setiap generator beroperasi selama 8 jam. Gambar 2.6 System Lubricant
9 7. Batterai Pada mulanya generator berfungsi karena adanya daya dari batterai. Jika batterai dalam kondisi rusak, sudah pasti tidak akan mampu menghidupkan generator. Batterai di charge secara otomatis ketika genset beroperasi. Gambar 2.7 Batterai 8. Control Panel Control Panel merupakan user interface dari generator yang berfungsi untuk mengontrol dan mengatur outlet listrik serta settingan generator. Gambar 2.8 Control Panel 9. Frame / Kerangka Utama Pendesainan frame atau kerangka utama cukup penting. Frame atau kerangka utama harus didesain sedemikian rupa agar betul-betul menjadi rumah yang aman bagi generator. Frame atau kerangka utama harus didesain memiliki grounding, ini sangat penting untuk keselamatan pengguna. Gambar 2.9 Frame / Kerangka Utama
10 2.3 SISTEM KERJA ALAT Gambar 2.10 Sistem kerja alat 1. Setelah melakukan pengambilan arus listrik pada batterai penulis menghubungkannya ke kontrol inverter untuk merubah arus DC menjadi AC/220V 2. Dari kontrol inverter kemudian arus di alirkan menuju fine inverter yang berfungsi untuk menaikan tegangan arus tetapi kenaikan tegangannya tidak terlalu besar. 3. Setelah melalui fine inverter tegangan yang sudah di naikan masuk kedalam travo, dimana travo ini akan menaikan tegangan berkali-kali lipat tergantung dari kumparan yang di gunakan. 4. Sebelum arus di alirkan ke motor AC, arus listrik akan di pecah menjadi 2, yang satu untuk stop kontak yang dapat kita gunakan untuk kebutuhan listrik kita sehari-hari. Sementara yang satu lagi untuk memutar motor AC yang mempunyai pulley. 5. Pulley motor AC akan memutar altenator yg di hubungkan dengan belt sehingga menghasilkan listrik yang sesuai untuk pengisian accu atau batterai. 6. Receiv berfungsi untuk mengubah arus AC dari altenator menjadi arus DC, sehingga dapat di gunakan untuk mengisi batterai kembali.
11 Pemilihan diameter pulley sangat berpengaruh terhadap arus pengisian batterai, cara menghitung perbandingan pulley, rumus dasarnya adalah: n 1 : rpm motor pengerak n 2 : rpm mesin yang digerakkan D 1 : Diameter pulley motor pengerak D 2 : Diameter pulley motor yang digerakkan (2.1) 2.4 RUMUS PERHITUNGAN DAN PERBANDINGAN PUTARAN PULLEY DINAMO DAN PULLEY ALTERNATOR Untuk menghitung perbandingan putaran dinamo penggerak dan altenator dapat digunakan rumus sebagai berikut: 1m 6m r1 x : Torsi Dinamo : Diameter Pulley Yang Digerakan : Diameter Pulley Penggerak : Kecepatan Dinamo Dua (2.2)