Penyusun: Tim Laboratorium Energi Prodi D-IV Teknik Otomasi Listrik Industri Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta-Tahun 2013
DAFTAR ISI BAB Pokok Bahasan Halaman 1 Pengujian Pembangkit Listrik Tenaga Surya 3 Dengan Variasi Posisi Panel Surya 2 Pengujian Pembangkit Listrik Tenaga Surya Dengan Variasi Posisi Sumber Cahaya 3 Pengujian Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Bayu 9 4 Pengujian Plts Riil 12 6 5 Pengujian Plts Dengan Sumber Cahaya Matahari Variasi Posisi Pv 14 6 Pengujian Rangkaian Paralel Panel Surya Variasi Posisi Panel Surya 7 Pengujian Rangkaian Paralel Panel Surya Variasi Posisi Sumber Cahaya 16 18 2
MODUL I. PENGUJIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN VARIASI POSISI PANEL SURYA 1.1 TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 1. Memahami prinsip kerja sistem PLTS 2. Menganalisa daya yang dihasilkan berbagai jenis PV 3. Menentukan posisi PV yang tepat 1.2 TEORI DASAR PLTS merupakan salah satu jenis pembangkit energilistrik yang dapat diperbarui.plts ini menggunakan matahari sebagai energi primernya untuk membangkitkan listrik.energi yang dibangkitkan pada pembangkit berupa tegangan DC.Pada sistem PLTS ini terdapat beberapa komponen utama, yaitu BCR (Battery Charge Regulator), baterai, dan beban. Pada alat ini digunakan lampu dengan daya 1000W sebagai pengganti cahaya matahari. Lampu ini dapat diatur kuat cahayanya dengan menggunakan autotrafo. Pada alat ini juga dilengkapi dengan sensor tegangan dan sensor arus untuk mengukur tegangan arus dan daya listrik yang dihasilkan PLTS menggunakan program LabVIEW. 1.3 DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Panel surya Polycrystalline dan Monocrystalline10Wp/12V, 20Wp/12V 2. BCR 12V,10A 3. Akumulator 12V, 45Ah 4. Lampu DC 12V, 5W 5. Autotransformer 220V,5A 6. Lampu halogen 220V, 1000W 7. Luxmeter 0-1000Lux 8. Multimeter 9. Hardware MyRio 10. Kabel Penghubung 3
1.4. DIAGRAM RANGKAIAN - V A BCR - - - Sollar Cell - Battery Beban DC Gambar 1.1. Diagram Rangkaian pengujian 1.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti padagambar 1.1 menggunakan PV Polycrystalline 10Wp, 12V 2. Tegakkan posisi lampu pada sudut 90 o dan atur posisi PVpada sudut 0 o 3. Kemudian aturlah autotransformerpada tegangan 20 V untuk menghidupkan lampu halogen 4. Buatlah tabel, lalu catat intesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV 5. Kemudian aturlah autotransformersecara bertahap pada tegangan 60V, 100 V, 140 V, 180 V, 220 V 6. Ukurlahintesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV pada setiap perubahan tegangan autotransformer pada langkah 5. 7. Aturlah posisi PVpada sudut 20 o, 30 o, 40 o, 50 o 8. Ulangi prosedur 3-6 pada setiap perubahan posisi PV pada langkah 7 9. Gantilah jenis PV dengan PV Monocrystalline 10Wp, 12V 10. Ulangi prosedur 2-8 11. Gantilah jenis PV dengan PV Polycrystalline 20Wp, 12V 12. Ulangi prosedur 2-8 13. Gantilah jenis PV dengan PV Monocrystalline 20Wp, 12V 14. Ulangi prosedur 2-8 4
1.6. Tugas dan Pertanyaan 1. Buatlah grafik : a. Daya yang dihasilkan PV fungsi iluminasi cahaya: P = f (E) untuk semua jenis PV dan semua posisi PV b. Daya yang dihasilkan PV fungsi posisi PV: P = f ( ) untuk semua jenis PV dan semua iluminasi 2. Jawablah pertanyaan di bawah ini: a. Jelaskan perbedaan daya yang dihasilkan PV jenis Monocrystallinedengan Polycrystalline b. Jelaskan pengaruh intensitas cahaya terhadap daya yang dihasilkan PV c. Jelaskan pengaruh posisi PV terhadap daya yang dihasilkan d. Jelaskan posisi PV yang tepat, agar menghasilkan daya maksimum 5
MODUL II. PENGUJIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN VARIASI POSISI SUMBER CAHAYA 2.1 TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 4. Memahami prinsip kerja sistem PLTS 5. Menganalisa daya yang dihasilkan berbagai jenis PV 6. Menentukan posisi sumber cahaya yang tepat 2.2 TEORI DASAR PLTS merupakan salah satu jenis pembangkit energilistrik yang dapat diperbarui.plts ini menggunakan matahari sebagai energi primernya untuk membangkitkan listrik.energi yang dibangkitkan pada pembangkit berupa tegangan DC.Pada sistem PLTS ini terdapat beberapa komponen utama, yaitu BCR (Battery Charge Regulator), baterai, dan beban. Pada alat ini digunakan lampu dengan daya 1000W sebagai pengganti cahaya matahari. Lampu ini dapat diatur kuat cahayanya dengan menggunakan autotrafo. Pada alat ini juga dilengkapi dengan sensor tegangan dan sensor arus untuk mengukur tegangan arus dan daya listrik yang dihasilkan PLTS menggunakan program LabVIEW. 2.3 DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Panel surya Polycrystalline dan Monocrystalline10Wp/12V, 20Wp/12V 2. BCR 12V,10A 3. Akumulator 12V, 45Ah 4. Lampu DC 12V, 5W 5. Autotransformer 220V,5A 6. Lampu halogen 220V, 1000W 7. Luxmeter 0-1000Lux 8. Multimeter 9. Hardware MyRio 10. Kabel Penghubung 6
2.4. DIAGRAM RANGKAIAN - V A BCR - - - Sollar Cell - Battery Beban DC Gambar 2.1.Diagram Rangkaian Pengujian 2.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti padagambar 2.1 menggunakan PV Polycrystalline 10Wp, 12V 2. Aturlah posisi PVpada sudut 0 o dan posisi lampu pada sudut 45 o 3. Kemudian aturlah autotransformerpada tegangan 20 V untuk menghidupkan lampu halogen 4. Buatlah tabel, lalu catat intesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV 5. Kemudian aturlah autotransformersecara bertahap pada tegangan 60V, 100 V, 140 V, 180 V, 220 V 6. Ukurlahintesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV pada setiap perubahan tegangan autotransformer pada langkah 5. 7. Aturlah posisi lampupada sudut 60 o, 90 o, 120 o 8. Ulangi prosedur 3-6 pada setiap perubahan posisi lampu pada langkah 7 9. Gantilah jenis PV dengan PV Monocrystalline 10Wp, 12V 10. Ulangi prosedur 2-8 11. Gantilah jenis PV dengan PV Polycrystalline 20Wp, 12V 12. Ulangi prosedur 2-8 13. Gantilah jenis PV dengan PV Monocrystalline 20Wp, 12V 14. Ulangi prosedur 2-8 7
2.6. Tugas dan Pertanyaan 1. Buatlah grafik : c. Daya yang dihasilkan PV fungsi iluminasi cahaya: P = f (E) untuk semua jenis PV dan semua posisi sumber cahaya d. Daya yang dihasilkan PV fungsi posisi sumber cahaya: P = f ( ) untuk semua jenis PV dan semua iluminasi 2. Jawablah pertanyaan di bawah ini: a. Jelaskan perbedaan daya yang dihasilkan PV jenis Monocrystallinedengan Polycrystalline e. Jelaskan pengaruh intensitas cahaya terhadap daya yang dihasilkan PV f. Jelaskan pengaruh posisi sumber cahaya terhadap daya yang dihasilkan g. Jelaskan posisi sumber cahaya yang tepat, agar menghasilkan daya maksimum 8
MODUL III PENGUJIAN KINERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU 3.1. TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 1. Memahami prinsip kerja dari sistem PLTB 2. Menganalisa dayayang dihasilkan PLTB 3.2.DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Generator DC 12V, 5A 2. Baterai 12V, 35 Ah 3. Dioda Power 4. Autotransformer 1 Phasa 220V, 5A 5. Blower 1000 W, 220V 6. Multimeter 7. Tachometer 8. Kabel Penghubung 3.3.DIAGRAM RANGKAIAN 9
A A G V - Baterai - Gambar 3.1. PLTB dengan beban seri A A G V - Baterai - Gambar 3.2. PLTB dengan beban paralel 3.4.PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 3.1 2. Lalu atur autotransformer untuk menghidupkan blower mulai dari tegangan 20 V 3. Ukurlah putaran generator, tegangan, dan arus generator 4. Naikkan tegangan secara bertahap 40 V, 60 V, 80 V, 100 V, 120V, 140V, 180V, 200V, 220V 10
5. Ukurlah putaran generator, tegangan, dan arus generator pada setiap pengaturan tegangan autotransformer 6. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 3.2 7. Lalu ulangi langkah 2-5 3.5.Tugas dan Pertanyaan 1. Buatlah grafik tegangan generator fungsi kecepatan generator 2. Buat analisa pengaruh beban terhadap tegangan generator dan kecepatan generator Tegangan Blower ( V) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Tabel 3.1 Data Pengujian PLTB dengan Beban Seri Putaran Generator (rpm) Tegangan Generator (V) Arus Generator (A) Daya Generator (W) Kondisi Lampu Tegangan Blower ( V) 20 40 60 80 Tabel 3.2 Data Pengujian PLTB dengan Beban Paralel Putaran Generator (rpm) Tegangan Generator (V) Arus Generator (A) Daya Generator (W) Kondisi Lampu 11
100 120 140 160 180 200 220 12
MODUL IV. PENGUJIAN PLTS RIIL 4.1 TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 1. Memahami prinsip kerja sistem PLTS 2. Menganalisa daya yang dihasilkan PV 4.2 TEORI DASAR PLTS merupakan salah satu jenis pembangkit energilistrik yang dapat diperbarui.plts ini menggunakan matahari sebagai energi primernya untuk membangkitkan listrik.energi yang dibangkitkan pada pembangkit berupa tegangan DC.Pada sistem PLTS ini terdapat beberapa komponen utama, yaitu BCR (Battery Charge Regulator), baterai, inverter, dan beban. 4.3 DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Panel surya Polycrystalline dan Monocrystalline50 Wp/12 V, 20Wp/12V 2. BCR 12V,10A 3. Akumulator 12V, 45Ah 4. Lampu DC 12V, 5W 5. Lampu AC 100W 6. InverterDC 12 volt To AC 220 volt, 1000 Watt 7. Luxmeter 0-1000Lux 8. Multimeter 9. Kabel Penghubung 13
4.4. DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 4.1 Diagram Rangkaian Pengujian 4.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti padagambar 1.1 menggunakan PV Polycrystalline 10Wp, 12V 2. Ukurlahtegangan dan arus PV 4.6. Tugas dan Pertanyaan 1. Buatlah grafik : e. Daya yang dihasilkan PV fungsi iluminasi cahaya: P = f (E) untuk semua jenis PV dan semua posisi PV f. Daya yang dihasilkan PV fungsi posisi PV: P = f ( ) untuk semua jenis PV dan semua iluminasi 2. Jawablah pertanyaan di bawah ini: a. Jelaskan perbedaan daya yang dihasilkan PV jenis Monocrystallinedengan Polycrystalline b. Jelaskan pengaruh intensitas cahaya terhadap daya yang dihasilkan PV c. Jelaskan pengaruh posisi PV terhadap daya yang dihasilkan d. Jelaskan posisi PV yang tepat, agar menghasilkan daya maksimum 14
MODUL V. PENGUJIAN PLTS DENGAN SUMBER CAHAYA MATAHARI DAN VARIASI POSISI PV 5.1 TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 1. Memahami prinsip kerja sistem PLTS 2. Menganalisa daya yang dihasilkan berbagai jenis PV 3. Menentukan posisi PV yang tepat 5.2 TEORI DASAR PLTS merupakan salah satu jenis pembangkit energilistrik yang dapat diperbarui.plts ini menggunakan matahari sebagai energi primernya untuk membangkitkan listrik.energi yang dibangkitkan pada pembangkit berupa tegangan DC.Pada sistem PLTS ini terdapat beberapa komponen utama, yaitu panel surya, baterai, dan beban. 5.3 DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Panel surya Polycrystallinedan Monocrystalline10Wp/12V, 20Wp/12V 2. Akumulator 12V, 45Ah 3. Lampu AC 4. Luxmeter 0-1000Lux 5. Multimeter 6. Dioda 7. Kabel Penghubung 15
5.4. DIAGRAM RANGKAIAN A PV V - Baterai Beban DC - Gambar 5.1. Diagram Rangkaian pengujian 5.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti padagambar 5.1 menggunakan PV Polycrystalline20Wp, 12V 2. posisi PV menghadap ke arah baratatur posisi PV sudut 0 o, 20 o,30 o,40 o, 50 o 3. Buatlah tabel,ukurlah intensitas cahaya matahari, tegangan dan arus PVsetiap selang waktu 2 menit selama 30 menit 4. Gantilah posisi PV menghadap ke arah timur atur posisi PV sudut 0 o, 20 o,30 o,40 o, 50 o 5. Ulangi prosedur 2-3 5.6. Tugas dan Pertanyaan 1. Buatlah grafik : a. Daya yang dihasilkan PV fungsi iluminasi cahaya: P = f (E) untuk semua jenis PV dan semua posisi PV b. Daya yang dihasilkan PV fungsi posisi PV: P = f ( ) untuk semua jenis PV dan semua iluminasi 2. Jawablah pertanyaan di bawah ini: a. Jelaskan perbedaan daya yang dihasilkan PV jenis Monocrystallinedengan Polycrystalline b. Jelaskan pengaruh intensitas cahaya terhadap daya yang dihasilkan PV c. Jelaskan pengaruh posisi PV terhadap daya yang dihasilkan d. Jelaskan posisi PV yang tepat, agar menghasilkan daya maksimum 16
6.1 TUJUAN MODUL VI PENGUJIAN RANGKAIAN PARALEL PANEL SURYA VARIASI POSISI PANEL SURYA Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 1. Memahami prinsip kerja sistem PLTS 2. Menganalisa daya yang dihasilkan berbagai jenis PV 3. Menentukan posisi sumber cahaya yang tepat 6.2 TEORI DASAR PLTS merupakan salah satu jenis pembangkit energilistrik yang dapat diperbarui.plts ini menggunakan matahari sebagai energi primernya untuk membangkitkan listrik.energi yang dibangkitkan pada pembangkit berupa tegangan DC.Pada sistem PLTS ini terdapat beberapa komponen utama, yaitu BCR (Battery Charge Regulator), baterai, dan beban. Pada alat ini digunakan lampu dengan daya 1000W sebagai pengganti cahaya matahari. Lampu ini dapat diatur kuat cahayanya dengan menggunakan autotrafo. 6.3 DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Panel surya Polycrystalline dan Monocrystalline10Wp/12V, 20Wp/12V 2. BCR 12V,10A 3. Akumulator 12V, 45Ah 4. Lampu DC 12V, 5W 5. Autotransformer 220V,5A 6. Lampu halogen 220V, 1000W 7. Luxmeter 0-1000Lux 8. Multimeter 9. Kabel Penghubung 17
6.4. DIAGRAM RANGKAIAN A PV V - Baterai Beban DC - Gambar 6.1. Diagram Rangkaian pengujian 6.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti padagambar 6.1 menggunakan PV Polycrystalline 10Wp, 12V dan Monocrystalline 10Wp, 12V 2. Tegakkan posisi lampu pada sudut 90 o dan atur posisi PVpada sudut 0 o 3. Kemudian aturlah autotransformerpada tegangan 20 V untuk menghidupkan lampu halogen 4. Buatlah tabel, lalu catat intesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV 5. Kemudian aturlah autotransformersecara bertahap pada tegangan 60V, 100 V, 140 V, 180 V, 220 V 6. Ukurlahintesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV pada setiap perubahan tegangan autotransformer pada langkah 5. 7. Aturlah posisi PVpada sudut 20 o, 30 o, 40 o, 50 o 8. Ulangi prosedur 3-6 pada setiap perubahan posisi PV pada langkah 7 9. Gantilah jenis PV dengan PV Polycrystalline 20Wp, 12V dan PV Monocrystalline 20Wp, 12V 10. Ulangi prosedur 2-8 18
7.1 TUJUAN MODUL VII PENGUJIAN RANGKAIAN PARALEL PANEL SURYA VARIASI POSISI SUMBER CAHAYA Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu : 1. Memahami prinsip kerja sistem PLTS 2. Menganalisa daya yang dihasilkan berbagai jenis PV 3. Menentukan posisi sumber cahaya yang tepat 7.2 TEORI DASAR PLTS merupakan salah satu jenis pembangkit19nergylistrik yang dapat diperbarui.plts ini menggunakan matahari sebagai energi primernya untuk membangkitkan listrik.energi yang dibangkitkan pada pembangkit berupa tegangan DC.Pada sistem PLTS ini terdapat beberapa komponen utama, yaitu BCR (Battery Charge Regulator), baterai, dan beban. Pada alat ini digunakan lampu dengan daya 1000W sebagai pengganti cahaya matahari. Lampu ini dapat diatur kuat cahayanya dengan menggunakan autotrafo. 7.3 DAFTAR KOMPONEN DAN PERALATAN 1. Panel surya Polycrystalline dan Monocrystalline10Wp/12V, 20Wp/12V 2. BCR 12V,10A 3. Akumulator 12V, 45Ah 4. Lampu DC 12V, 5W 5. Autotransformer 220V,5A 6. Lampu halogen 220V, 1000W 7. Luxmeter 0-1000Lux 8. Multimeter 9. Kabel Penghubung 19
7.4. DIAGRAM RANGKAIAN A PV V - Baterai Beban DC - Gambar 6.1. Diagram Rangkaian pengujian 7.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti padagambar 6.1 menggunakan PV Polycrystalline 10Wp, 12V dan Monocrystalline 10Wp, 12V 2. Aturlah posisi PVpada sudut 0 o dan posisi lampu pada sudut 45 o 3. Kemudian aturlah autotransformerpada tegangan 20 V untuk menghidupkan lampu halogen 4. Buatlah tabel, lalu catat intesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV 5. Kemudian aturlah autotransformersecara bertahap pada tegangan 60V, 100 V, 140 V, 180 V, 220 V 6. Ukurlahintesitas cahaya, tegangan PV dan arus PV pada setiap perubahan tegangan autotransformer pada langkah 5. 7. Aturlah posisi lampupada sudut 60 o, 90 o, 120 o 8. Ulangi prosedur 3-6 pada setiap perubahan posisi lampu pada langkah 7 9. Gantilah jenis PV dengan PV Polycrystalline 20Wp, 12V dan PV Monocrystalline 20Wp, 12V 10. Ulangi prosedur 2-8 20