3

683 views
626 views

Published on

...

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
683
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
20
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

3

  1. 1. BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Setiap makhluk hidup pasti membutuhkan energi untuk kelangsunganhidup meraka.Tumbuhan dan hewan memperoleh energi yang berasal dari alamuntuk pertumbuhan dan kelestariannya.Begitu pula dengan manusia, manusiamemanfaatkan energi yang berasal dari otot mereka untuk beraktivitas sehari-hariseperti berjalan dan berlari. Manusia telah mengembangkan berbagai carapemanfaatan energi yang tersedia untuk meningkatkan kualitas hidup mereka. Zaman eraglobalisasi seperti ini, energi sangat diperlukan oleh masyarakatyang sudah maju dalam jumlah yang besar dan dengan biaya yang serendahmungkin.Energi yang biasa dimanfaatkan oleh manusia adalah energi yangterkandung oleh angina.Energi angin terapat di mana-mana, termasuk diIndonesia. Kita hanya perlu menguasai teknologinya untuk dapat memanfaatkanenergi yang terdapat oleh angin, yang antara lain dapat dilakukan denganmenggunakan generator angin. Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat,mendorong bangsa Indonesia untuk melewati tahap-tahap perkembangannya agardapat hidup sederajat dan tidak tertinggal dengan bangsa-bangsa lain. Dapatterlihat dengan jelas bermunculan berbagai macam pembangunan, baikpembangunan fisik dan non fisik.Sarana dan prasarana yang sudah kita alamiadalah penyediaan energi listrik.Sarana ini sudah banyak terdapat diseluruhwilayah Indonesia, bahkan sampai seluruh pelosok tanah air dan hanya sebagiankecil yang belum karena tidak dapat dijangkau dengan jaringan PLN. Sumber energi listrik dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu dapatdiperbaruhi dan tidak dapat diperbaharui.Pembangkit listrik yang dapatdiperbaharui seperti; pembangkit listrik yang digerakkan oleh tenaga surya, energigelombang laut dan energi angin, saat ini masih dikembangkan secara terbatas diIndonesia.Sedangkan pembangkit listrik yang tidak dapat diperbarui seperti; 1
  2. 2. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG),Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dan sebagainya.Dikhawatirkan energiini semakin lama semakin berkurang.Oleh karena itu telah dilakukan banyaksekali kemungkinan-kemungkinan lain pemanfaatkan sumber daya alam dansegala sesuatu yang dimungkinkan dapat digunakan sebagai pembangkit tenagalistrik. Daerah wilayah Indonesia yang merupakan daerah terpencil dalampemenuhan energi listrik menyebabkan daerah tersebut tidak dapat dijangkaudengan jaringan PLN. Energi listrik yang cocok dan yang paling efisien adalahpembangkit listrik tenaga angin dan pembangkit listrik tenaga surya.Hal inidiperkuat dengan letak negara Indonesia yang terletak didaerah khatulistiwamemungkinkan pemanfaatan energi surya untuk diubah ke energi listrik, karenasinar surya bersinar sepanjang tahun. Listrik juga merupakan bentuk sekunder paling praktis penggunaanya olehmanusia, dimana listrik dihasilkan dari proses konversi energi listrik yang sudahumum digunakan adalah mesin generator AC dimana penggerak utamanya adalahbisa berjenis mesin turbin, mesin diesel atau mesin baling-baling. Dalampengoperasian pembangkit listrik dengan generator, karenakeandalan fluktuasi,jumlah beban, maka disediakan dua atau lebih generatoryang dioperasikan dengantugas terus–menerus, cadangan dan bergiliran untuk generator tersebut. Maka dariitu untuk dapat mewujudkan semua diatasdibutuhkan dana yang besar, sepertitelah diketahui generator adalahmerupakan barang yang sangat mahal. Berdasarkan penjelasan diatas, maka saya mencoba untuk memanfaatkanalternator mobil sebagai pengganti generator pada pembangkit listrik tenagaangin. Melalui penulisan ini akan diungkapkan cara memanfaatkan danmenjelaskan cara kerja dari alternator mobil yang ada pada pembangkit listriktenaga. Dengan alasan tersebut maka saya mengambil judul dalam penulisan iniyaitu “PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DENGANMENGGUNAKAN ALTERNATOR MOBIL”. 2
  3. 3. B. Tujuan Penulisan Penulisan ini bertujuan untuk :1. Mengwujudkan suatu alternator pada pembangkit listrik tenaga angin menggunakan alternator mobil.2. Mengetahui cara kerja dari alternator mobil. C. Batasan Penelitian Alternator mobil sangatlah banyak jenisnya tetapi berbeda sesuai dengan merk dan karakteristik.Oleh karena itu untuk menghindari persepsi yang salah dan membatasi masalah, sehingga pembatasannya tidak terlalu meluas, maka dititik beratkan tentang alternator mobil dengan merk NISSAN yang digunakan dalam penulisan ini. 3
  4. 4. BAB II TENTANG TULISAN A. Teori Pemanfaatan alternator mobil dapat menghasilkan perubahan energi angin menjadi energi listrik.Gejala yang dialami dalam teknik mobil biasanya energi yang harus dibangkitkan pada jumlah putaran yang banyak berubah–ubah.Karena daya usaha yang dibangkitkan itu harus dapat diredam, maka alternator mempunyai konstruksi yang sederhana dan selain itu terdapat beberapa kebaikan bila dibandingkan dengan dinamo. Kebaikan pada alternator yaitu tidak terdapat bunga api antara sikat-sikat dan slip ring, disebabkan tidak terdapat komutator yang dapat menyebabkan sikat menjadi aus. Rotornya lebih ringan dan tahan terhadap putaran tinggi dan dioda silikon(rectifer) mempunyai sifat pengarahan arus, serta dapat mencegah kembalinyaarus dari baterai ke alternator. Untuk mencegah kesalahpahaman, sebenarnya generator arus bolak-balik menghasilkan arus searah seperti dinamo arus searahdengan mempergunakan beberapa dioda.Disini alternator dapat disamakandengan generator arus bolak–balik. B. Bagian-bagian Pada Alternator Mobil1. Rotor Rotor merupakan bagian yang berputar didalam alternator.Pada rotor terdapat kumparan rotor (rotor coil) yang berfungsi untuk membangkitkan kemagnetan.Kuku-kuku yang terdapat pada rotor berfungsi sebagai kutub-kutub magnet, dua slip ring yang terdapat pada alternator berfungsi sebagai penyalur listrik kekumparan rotor. Rotor ditumpu oleh dua buah bearing, pada bagian depannya terdapat puli dan kipas, sedangkan dibagian di bagian belakang terdapat slip ring. 4
  5. 5. 2. Stator Stator merupakan bagian dari alternator yang bersifat stasioner atau statis. Stator berupa inti (core) besi yang tersusun atas lapisan plat tipis dengan sejumlah pole yang tersusun melingkar seperti jari-jari pada roda kereta kuda. Seutas kawat tembaga utuh dililitkan di tiap-tiap pole membentuk kumparan-kumparan (coil) dengan jumlah lilitan tertentu.3. Rectifier (rangkaian dioda)sebagai penyearah arus yang dihasikan oleh stator. Dioda / rectifier berfungsi untuk menyearahkan arus listrik.Didalam alternator terdapat 2 buah rectifier, yaitu rectifier negatif dan rectifier positif.Rectifier positif ditandai dengan adanya terminal B pada alternator.Terminal B pada alternator biasannya berupa baut yang dibuat lebih panjang dan atau lebih besar.4. Regulator Regulator bekerja mengatur voltase accu dan voltase stator, regulator akan mengatur kemampuan kumparan rotor untuk menghasilkan output dari alternator dan pengaturannya tergantung dari kecepatan putaran mesin.5. Carbon Brush Sebagai penyuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan kemagnetan.Sikat arang berfungsi mengalirkan arus ke kumparan rotor melalui slip ring.Rumah sikat / Brush holder berfungsi sebagai tempat sikat arang.6. Bearing Memungkinkan rotor dapat berputar lembut. 5
  6. 6. 7. Internal Fan Internal Fan berfungsi untuk mendinginkan rotor dan dioda. C. Angin Anginmerupakanudara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasibumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya.Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke tempat bertekanan udara rendah. Apabila dipanaskan, udaraakan memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik.Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang.Udara dingin di sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi.Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah.Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali.Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamanakan konveksi. D. Langkah Kerja1. Pemasangan alternator pada tower.2. Pengukuran tegangan pada alternator. Pengatur tegangan menjaga agar dalam waktu kerja tegangan alternator tetap konstan dalam batas-batas tertentu.Meskipun dalam hal itu jumlah putaranbanyak berubah dan terjadi banyak perubahan beban oleh semua pemakainya. Olehkarena itu pengatur menyesuaikan dengan arus medan secara lancar, pengatur itumampu untuk mempertahankan tegangan alternator pada 12 volt. Pada pengatur itu diisi dari apa yang disebut dioda medan atau dioda pembantudalam alternator. Semua dioda medan itu diuntaikan secara lancar kepada beberapadioda induk positif. Begitupula pada semua kincir angin mempunyai pengaruh yang mengganggu yaitubahwa jumlah putaran dipertinggi tanpa keharusan.Dalam hal ini sebaiknyadipakai berbagai pengatur mekanis, yang tidak menimbulkan 6
  7. 7. kehilangan tegangan.Lagipula, kalau dikehendaki pada semua pengatur tegangan adalah mungkin untuk melaraskan tegangan pengaturnya sedikit lebih tinggi, sehingga kehilangantegangan pada semua saluran keluar (output) dapat diimpaskan. Kini biasanya padaalternator dipakai sebuah pengatur elektronis.Karena semua ukurannya yang kecildan karena getarannya alat itu sering dipasang dalam alternator itu sendiri.Sesuaidengan asas elektronik terjadi kehilangan tegangan pada semua pengatur eletronis. Tegangan sel pada sebuah accu biasa adalah 2V/sel. Tetapi sebetulnyategangan kerjanya adalah lebih tinggi.Seperti diketahui, guna mengalirkan arusmelalui sebuah accu, tegangan alternatornya harus lebih tinggi dari tegangan accuitu sendiri. Dipihak lain harus dijaga supaya tegangan itu tidak terlalu tinggi gunamencegah mendidihnya (gas) dari accu. Sebagai tegangan pengatur yang amanpada 20oC harus dipertahankan 2,35 V/sel sampai 2,4 V/sel. Bagi accu 12V hal ituberarti tegangan kerja sebesar 14,1 V-14,4 V.Pengaturan diselaraskan pada accu dan selain itu dirakitkan sedemikianrupa, sehingga pada suhu yang lebih rendah tegangan pengatur dengan sendirinyaakan menjadi lebih tinggi dan pada suhu yang lebih tinggi akan menjadi lebihrendah.3. Pengukuran kecepatan alternator. Semua alternator mobil dirancang dengan putaran yang tinggi. Biasanya jumlah putaran pada mobil adalah 2 atau 2,2 kali jumlah putaran motornya. Jumlahputarannya begitu tinggi, sehingga alternator tidak dapat langsung dihubungkandengan poros angin. Guna menghindarkan itu dapat ditempuh dengan dua jalan: a. Alternator diubah sedemikian rupa, sehingga jumlah putaran yang dikehendakidapat menghasilkan daya. b. Dengan menggunakan perbandingan rambatan. Jadi besarnya energi listrik yang dapat dihasilkan ini tergantung darikonstruksinya, tetapi ditentukan oleh energi mekanis yang dimasukkan. Dan bilapada sebuah pengantar didalam alternator dikenakan gaya, maka dari pengantar inidapat diambil arus listrik. 7
  8. 8. Secara prinsip, diantaranya kutub utara dan kutub selatan padaalternatorterdapat medan magnet permanen, yang disebut medan stator. Didalammedan inidapat berputar sebuah kerangka pada poros khayalan. Bagian yangberputar inidisebut angker atau rotot. Bila ujung-ujungnya selalu berhubunganpada titik yangsama melalui kontak seret, maka terjadilah arus bolak-balik.Setelah setengahputaran dari porosnya, pada dasarnya tidak adayang berubah,kecuali ujung-ujung kerangka itu menjadi terbalik kutub-kutubnya. Begitulah, sebuah rotor tidak terdiri dari satu helai kawat, tetapibanyak lilitan yang rumit atau susunan lilitan. Kecuali itu bahannya sebuah rotortidak hanya terdiri dari lilitan-lilitan tetapi juga dari sebuah nadi (inti) besidenganmana garis-garis gaya magnetik dapat lebih baik dihantarkan.Disampingpengantar yang berputar dalam medan magnetik, dapat pula yang diamdan medanmagnet yang berputar, hal ini misalnya pada dinamo sepeda. Disinisebuah magnetpermanen dijalankan dan arusnya disalurkan melalui lilitan yangtidak bergerak.Lilitan penguatan pada alternator seri dihubungkan secara seridengan rotornya,pada alternator yang lain dibuat kombinasi dari keduakemungkinan. Alternator inimenghasilkan arus searah dan pada umumnya dipakaipada instalasi kecil dimanakemalaran tegangan, frekuensi tegangan dan daya yangdikeluarkan tidak terlalukritis.Keuntungan dari alternator arus searah ialah bahwaenergi yang dihasilkandapat disimpan dengan mudah ke accu. Keuntungan yang lain adalah bahwaalternator arus searah dapat berfungsisendiri, jadi tidak tergantung dari suatu sumbertegangan pembantu. Kerugian yangpaling besar biasanya adalah pemeliharaan sikat-sikat arang atau kontak-kontakseret. 8
  9. 9. 4. Pengukuran kecepatan angin dengan menggunakan Anemometer. Tabel Pengukuran Alternator Mobil Tegangan Kecepatan Kecepatan Daya NO. Jam Alternator Alternator Angin Alternator 1 2 3 4 5 E. Teknik Analisis Analisis pada penulisan ini dilakukan dengan pengambilan data dari alat, makahasil dari pengukuran dimasukan dalam tabel dan dihitung secara teoritis.Analisi inidipakai untuk mengetahui bagaimana alat ini bekerja dengan baik, maka analisis yangdigunakan adalah analisis deskriptif.Tolak ukur keberhasilan dari alat ini adalah dapatdimanfaatkan sebagai pembangkit listrik dengan bantuan tenaga angin. F. Hasil Penelitian Data penelitian yang disajikan berdasarkan pada hasil Pengujianpemberian masukan. Hasil Pengujian pemberian masukan dapat dilihat di bawah ini : No. Jam Tegangan Kecepatan Kecepatan Daya 9
  10. 10. Alternator Alternator Angin Alternator 1 07.00-08.00 9,1 volt 120 rpm 5,7 m/det 34,7 watt 2 08.00-09.00 9,5 volt 135 rpm 5,8 m/det 36,5 watt 3 09.00-10.00 11,6 volt 185 rpm 6,2 m/det 44,6 watt 4 10.00-11.00 11,8 volt 200 rpm 6,2 m/det 44,6 watt 5 11.00-12.00 11,2 volt 170 rpm 6,1 m/det 42,5 watt 6 12.00-13.00 12,1 volt 210 rpm 6,3 m/det 46,8 watt 7 13.00-14.00 11,8 volt 200 rpm 6,2 m/det 44,1 watt 8 14.00-15.00 10,9 volt 150 rpm 6,1 m/det 42,9 watt 9 15.00-16.00 9,3 volt 130 rpm 5,8 m/det 36,7 watt 10 16.00-17.00 9,1 volt 120 rpm 5,7 m/det 34,7 watt G. Analisis Data Hasil penelitian yang dilakukan seperti pada tabel dapat dianalisis. Rata-rata untuk keluaran pembangkit listrik tenaga angin denganrentang waktu 07.00sampai dengan 17.00 adalah : V(rata-rata) =ΣV / n = (9,1 + 9,5 + 11,6 + 11,8 + 11,2 + 12,1 + 11,8 + 10,9 + 9,3 + 9,1) / 10 = 10,64 VoltArus rata-rata yang diperoleh oleh pembangkit listrik tenaga angin I=3,8 Ampere selama t = 10 jam. Jika tegangan ini digunakan untuk menghidupkanbeban lampu sebesar 12 Volt/21 Watt mampu bertahanselama 1,9 jam denganperhitungan sebagai berikut : P =ExI = 7,5 Volt x 3,8 Ampere = 40,4 Watt Energi yang dikeluarkan/jam adalah : W =Pxt = 40,4 Watt x 1 jam = 40,4 Watt jam Energi yang diserap beban 12 Volt / 21 Watt adalah : 10
  11. 11. W =Pxt 40,4 Watt Jam= 21 Watt x t t = 40,4 Watt Jam / 21 Watt = 1,9 Jam Jadi tegangan rata-rata yang dikeluarkan alternator mobil selama satu jammenghasilkan tegangan (E) sebesar 7,5 volt dengan arus (I)sebesar 3,8 Ampere,mampu untuk menghidupkan beban lampu 12Volt / 21 Watt selama9,1±jam. Volt 12 11,5 11 10,5 10 9,5 9 5 5,5 6 6,5 m/det Pengaruh kecepatan angin dan tegangan Seperti terlihat pada gambar diatas pada saat kecepatan angin yangtidakbegitu besar yaitu sekitar 5,7 m/det sampai dengan 5,8 m/det,tegangan yang 11
  12. 12. dikeluarkan oleh alternator hanya 9,1 volt sampaidengan 9,5 volt saja. Jikakecepatan angin besar maka tegangan yangdihasilkan semakin besar pula, yaitupada kecepatan angin sebesar 6,1m/det menghasilkan tegangan 10,9 volt dan padakecepatan angin 6,3m/det menghasilkan tegangan sebesar 12,1 volt. H. Pembahasan Menurut hasil penelitian, pada pagi hari atau tepatnya antarapukul 7sampai dengan 9 pagi diperoleh data kecepatan angin yang tidak begitu besaryaitu antara 5,7 m/det sampai dengan 5,8 m/det dan tegangan alternator antara 9,1volt sampai dengan 9,5 volt.Kecepatan angin mulai kencang pada pukul 10 siangsampai dengan pukul 12siang dengan data kecepatan angin antara 6,2 m/detsampai dengan 6,1m/det dan tegangan alternator 11,6 volt sampai dengan 11,2volt.Dari segi waktu jika menggunakan pembangkit surya lebihmendominasipenyuplaian tegangan ke beban pada siang hari tapi tidak menutup kemungkinanjuga pada siang hari yang kan menyuplai ke bebanadalah tenaga angin, bilaanginyang digunakan untuk memutar sudut mencukupi dan sesuai dengan yangdibutuhkan oleh alternator mobil.Pada malam hari diharapkan penyuplaiantegangan ke beban akan disuplaioleh alternator mobil, namun apabila alternatormobil tidak mencukupipenyuplaian ke beban pada malam hari maka yangmenyuplai ke bebanadalah akumulator. Hal ini sesuai dari jenis energi yangdigunakan yaitu tenaga angin dan tenaga surya, dapat dimanfaatkanpada waktusiang harimaupun malam hari. 12
  13. 13. DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2012. Sumber Energi Listrik. http://www.alpensteel.com/article/107-215- angin/1950-sumber- energi-listrik.html (22 April 2012)Anonim. 2012. Alternator. http://alternator.webs.com/ (22 April 2012)Anonim. 2012. Angin. http://id.wikipedia.org/wiki/Angin (22 April 2012)Anonim. 2012. Rotor Pada Alternator. http://www.google.co.id/search?q=rotor+pada+alternator&ie=utf- 8&oe=utf- 8&aq=t&rls=org.mozilla:en- US:official&client=firefox-a (23 April 2012)Anonim. 2012. Seputar Alternator. http://www.galerimotor.com/alternator1.html(23 April 2012)Anonim. 2012. Rotor Pada Alternator. http://www.google.co.id/search?q=rotor+pada+alternator&ie=utf- 8&oe=utf- 8&aq=t&rls=org.mozilla:en- US:official&client=firefox-a (23 April 2012)Novaera. 2010. Stator pada Sepeda Motor - Apa Tuh? http://kotsk.blogspot.com/2010/11/stator-pada-sepeda-motor-apa- tuh.html (23 April 2012)Rivai, Anton. 2011. Fungsi Alternator Pada Pembangkit Listrik. http://anton- rivai.blogspot.com/2011/12/fungsi-alternator-pada- pembangkit.html (23 April 2012)Setiono, Puji. 2006. Pemanfaatan Alternator Mobil Sebagai Pembatasan ListrikTenagaAngin.http://www.scribd.com/doc/56316363/Alterna tor (22 April 2012) 13

×