STUDI EKPERIMENTAL PENGARUH BENTUK PELAMPUNG PADA MEKANISME PLTGL METODE PELAMPUNG TERHADAP ENERGI LISTRIK YANG DIHASILKAN JEFRY ANANG CAHYADI 2112105046 DOSEN PEMBIMBING: DR. WIWIEK HENDROWATI, ST, MT
Latar Belakang
Perumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh bentuk pelampung terhadap energi listrik yang dihasilkan dengan variasi frekuensi dan amplitudo. 2. Bagaimana karakteristik energi listrik yang dihasilkan mekanisme PLTGL metode pelampung akibat bentuk pelampung terhadap variasi frekuensi dan amplitudo.
Tujuan Penelitian 1. Prototipe mekanisme PLTGL metode pelampung dengan skala labolatorium. 2. Bagaimana pengaruh bentuk pelampung terhadap energi listrik yang dihasilkan PLTGL metode pelampung. 3. Karakteristik energi listrik yang di hasilkan PLTGL metode pelampung dengan frekuensi dan amplitudo yang bervariasi.
Batasan Masalah 1. Pengujian dilakukan dalam skala laboratorium. 2. Gelombang air yang digunakan disimulasikan oleh mekanisme pembuat gelombang. 3. Gelombang yang digunakan dapat diatur serta memiliki amplitudo dan frekuensi yang konstan. 4. Gerakan putaran poros utama dianggap seragam. 5. Gesekan pada mekanisme diabaikan. 6. Gelombang air yang terjadi hanya ke arah horisontal (merambat). 7. Gerakan pelampung dianggap satu derajat kebebasan (vertikal). 8. Jumlah mekanisme yang digunakan sebanyak 2 buah. 9. Mekanisme dianggap kuat, tidak mengalami deformasi.
PENELITIAN TERDAHULU Masjono, 2012 Pengujiannya menggunakan tinggi gelombang yang bervariasi dan panjang gelomang tetap. Tinggi gelombang bervariasi dari 0 sampai 1 meter dan periode T = 2 detik. Hasil yang didapat dari simulasi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa variasi tinggi gelombang sangat menentukan jumlah energi yang dapat dihasilkan oleh konverter gelombang laut.
PENELITIAN TERDAHULU Ni Made Wulan P.S, 2012 Variasi panjang lengan pendulum yaitu 15 cm, 18 cm dan 21 cm. Variasi putaran motor yaitu 6 rpm, 10 rpm dan 20 rpm. Variasi jari-jari crank yaitu 2 cm, 4 cm dan 6 cm. Hasil yang didapat dari percobaan tersebut menunjukkan bahwa semakin besarnya panjang lengan pendulum, putaran motor dan jari - jari crank maka jumlah energi yang dapat dihasilkan semakin besar.
PENELITIAN TERDAHULU Achmad Kurniawan, 2014 Tekanan udara yang keluar dari tanki pressure vessel divariasikan sebanyak 5 kali dengan tekanan keluar masing-masing saat percobaan 1 bar sampai 4.5 bar. Hasil yang didapat dari percobaan semakin tinggi tekanan yang menekan sudu turbin angin maka semakin tinggi pula putaran yang dihasilkan oleh turbin angina dan generator. Karena puli turbin angin dengan puli generator terhubung melalui belt. Sehingga tekanan berbanding lurus dengan putaran.
ENERGI OMBAK Daya Ombak Panjang Ombak P wave = ρ. g2. H². T 32μ λ = g T2 2π Gaya Ombak F wave = P wave T λ P wave : daya ombak (watt) F wave : gaya ombak (N) λ : panjang ombak ρ g H T : massa jenis air tawar (1000 kg/m³) : percepatan gravitasi (9,8 m/s²) : tinggi gelombang (m) : periode gelombang
BENDA APUNG SAAT TERKENA GAYA OMBAK Gerak naik turun dari gelombang akan menyebabkan pelampung bergerak naik turun. F generated = F = F wave + F bouyancy F gravvitasi F generated = P wave T λ + ( ρ. g. V tercelup ) (m. g)
Metodologi Penelitan
Mekanisme PLTGL Metode Pelampung Keterangan 1. Generator dan gearbox 2. Lengan mekanisme 3. Penyangga 4.Poros 5.One way bearing 6.Bearing
Pengambilan Data Atur ketinggian strok (5cm, 6,25cm, 7,5cm) Atur frekuensi inverter (9,12,15) Pasang mekanisme pada kolam pembuat Tekan Tombol saat gelombang mekanisme telah terkena 2-4 gelombang Ulangi percobaan dengan pelampung yang berbeda
DOKUMENTASI PERCOBAAN
Pengolahan Data
Nilai RMS Voltase Bangkitan Tinggi Gelombang Frekuensi V Rms ( V ) Bulat Oval Tabung f1 ( 9 ) 0.4654 0.2748 0.3022 A1 ( 5 cm ) f2 ( 12 ) 0.4734 0.3085 0.3187 f3 ( 15 ) 0.5241 0.3185 0.4821 f1 ( 9 ) 0.5132 0.4381 0.4447 A2 ( 6.25 cm ) f2 ( 12 ) 0.5207 0.4586 0.4912 f3 ( 15 ) 0.5427 0.4621 0.4943 f1 ( 9 ) 0.5153 0.4526 0.4767 A3 ( 7.5 ) f2 ( 12 ) 0.5267 0.5052 0.5309 f3 ( 15 ) 0.5937 0.5188 0.5824
Data Hasil Ekperimen Pengaruh Frekuensi dan Amplitudo Stroke Terhadap Energi Listrik Pelampung Bulat 0.59 0.57 0.5938 Tegangan RMS ( V ) 0.55 0.53 0.51 0.49 0.5242 0.5133 0.5207 0.5427 0.5154 0.5267 0.47 0.45 0.4654 0.4735 F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) A1 ( 5 CM ) A2 ( 6.25 CM ) A3 ( 7.5 )
Data Hasil Ekperimen Pengaruh Frekuensi dan Amplitudo Stroke Terhadap Energi Listrik Pelampung Oval 0.55 Tegangan RMS ( V ) 0.5 0.45 0.4 0.35 0.4382 0.4586 0.4621 0.4527 0.5052 0.5189 0.3 0.25 0.2749 0.3085 0.3186 F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) A1 ( 5 CM ) A2 ( 6.25 CM ) A3 ( 7.5 )
Data Hasil Ekperimen Pengaruh Frekuensi dan Amplitudo Stroke Terhadap Energi Listrik 0.6 Pelampung Tabung 0.55 0.5824 Tegangan RMS ( V ) 0.5 0.45 0.4 0.4822 0.4447 0.4913 0.4943 0.4767 0.5309 0.35 0.3 0.25 0.3023 0.3187 F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) A1 ( 5 CM ) A2 ( 6.25 CM ) A3 ( 7.5 )
Data Hasil Ekperimen Perbandingan Tegangan RMS yang dihasilkan 0.6 0.55 Tegangan RMS ( V ) 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 f1 ( 9 ) f2 ( 12 ) f3 ( 15 ) f1 ( 9 ) f2 ( 12 ) f3 ( 15 ) f1 ( 9 ) f2 ( 12 ) f3 ( 15 ) A1 ( 5 cm ) A2 ( 6.25 cm ) A3 ( 7.5 ) v rms ( V ) bulat v rms ( V ) oval v rms ( V ) tabung
Daya Bangkitan Tinggi Gelombang A1 ( 5 cm ) A2 ( 6.25 cm ) Frekuensi Daya Percobaan ( Watt ) Daya Ombak Bulat Oval Tabung ( Watt ) f1 ( 9 ) 0.10832 0.03778 0.04569 0.13291 f2 ( 12 ) 0.11209 0.04759 0.05078 0.26034 f3 ( 15 ) 0.13736 0.05074 0.11625 1.26652 f1 ( 9 ) 0.13173 0.09600 0.09888 0.34610 f2 ( 12 ) 0.13558 0.10517 0.12068 1.89648 f3 ( 15 ) 0.14727 0.10678 0.12217 6.03538 f1 ( 9 ) 0.13280 0.10246 0.11362 0.43330 A3 ( 7.5 ) f2 ( 12 ) 0.13870 0.12761 0.14093 3.74399 f3 ( 15 ) 0.17626 0.13460 0.16961 10.9457
Data Hasil Ekperimen Effisiensi mekanisme Tinggi Strok Frekuensi Effi % Bulat Oval Tabung f1 ( 9 ) 81.49 28.42 34.37 A1 ( 5 cm ) f2 ( 12 ) 43.05 18.28 19.50 f3 ( 15 ) 10.84 4.00 9.17 f1 ( 9 ) 38.06 27.73 28.57 A2 ( 6.25 cm ) f2 ( 12 ) 7.14 5.54 6.36 f3 ( 15 ) 2.44 1.76 2.02 f1 ( 9 ) 30.64 23.64 26.22 A3 ( 7.5 ) f2 ( 12 ) 3.70 3.40 3.76 f3 ( 15 ) 1.61 1.22 1.54
Kesimpulan 1. Semakin besar frekuensi inverter akan menyebabkan frekuensi gelombang ikut meningkat sehingga energi bangkitan yang dihasilkan akan semakin besar. 2. Semakin besar amplitudo stroke maka tinggi gelombng yang dihasilakn akan semakin tinggi dan menyebabkan energi bangkitan semakin besar. 3. Bentuk pelampung mempengaruhi energi bangkitan yang dihasilkan oleh PLTGL metode pelampung, bentuk pelampung bola memiliki nilai energi bangkitan yang paling besar dan sesuai untuk tipe gelombang yang meiliki frekuensi kecil dan amplitudo kecil sampai frekuensi besar dan amplitudo besar. 4. Pelampung bola memiliki nilai efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan pelampung oval dan pelampung tabung dengan nilai yang paling besar 81,49 % dengan daya bangkitan 0,10832 W. 5. Energi bangkitan terbesar memiliki nilai 0,17626 W dengan efisiensi 1,61%. Terjadi pada saat amplitudo stroke 7,5 cm dan frekuensi inverter 15 dengan menggunakan bentuk pelampung bola.