SlideShare a Scribd company logo
1 of 39
Page | i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................................. ii
BAB 1 PENDAHULUAN........................................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang.......................................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................................... 1
1.3. Tujuan Praktikum ...................................................................................................... 1
BAB II DASAR TEORI.......................................................................................................... 2
3.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.............................................................................. 2
3.2. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.......................................................... 4
3.3. Rumus Perhitungan.................................................................................................... 7
BAB III PENGENDALIAN OPERASI DAN PENGUJIAN.................................................... 9
3.1. Data Teknik .............................................................................................................. 9
3.2. Sistem PLTD............................................................................................................. 9
3.2.1. Sistem Kelistrikan .............................................................................................. 9
3.2.2. Sistem Pembakaran...........................................................................................11
3.2.3. Sistem Pendingingan .........................................................................................17
3.2.4. Sistem Pelumasan..............................................................................................21
3.2.5. Sistem Pembebanan...........................................................................................22
3.3. Persiapan Pengujian..................................................................................................22
3.4. Pengujian dan Pengambilan Data...............................................................................23
3.5. Prosedur Mematikan Mesin.......................................................................................24
3.6. Data Pengujian .........................................................................................................26
3.7. Contoh Perhitungan (Nomor 11)................................................................................30
BAB IVANALISIS DATA PENGUJIAN..............................................................................31
4.1. Karakteristik Genset .................................................................................................31
BAB V KESIMPULAN .........................................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................34
LAMPIRAN..........................................................................................................................35
Page | ii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini sebagai salah satu syarat untuk
memenuhi tugas mata kuliah operasi sistem energi bagi mahasiswa Program Studi D3
Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung semester 5.
Hasil praktikum ini sendiri dituangkan dalam bentuk laporan praktikum yang berisi
tentang persiapan sampai pengujian genset dongfeng 45 kVA di laboratorium Jurusan
Teknik Energi Politeknik Negeri Bandung.
Penulis menyadari dalam pelaksanaan praktikum dan penyelesaian laporan
praktikum ini terdapat beberapa kendala yang dihadapi baik materi dan cara penyajiannya
akan tetapi pada proses pelaksanaannya dapat terjadwal dengan baik dengan adanya bantuan
dari semua pihak. Penulis berharap laporan ini dapat menjadi sarana ilmu pengetahuan serta
bermanfaat bagi pembacanya khususnya Mahasiswa Teknik Konversi Energi Politeknik
Negeri Bandung.
Bandung, 7 Oktober 2019
Penulis
Page | 1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Listrik merupakan salah satu sumber energi yang sudah menjadi kebutuhan primer
bagi manusia zaman ini. Hampir semua perangkat yang membantu pekerjaan manusia
mebutuhkan suplai energi listrik.
Genset merupakan salah satu mesin konversi energi yang bisa menghasilkan listrik
dengan menggunakan bahan bakar solar. Genset biasanya ada di industri-industri besar
sebagai penyuplai energi listrik sekunder jika penyuplai listrik energi primer (PLN)
mati.
Mahasiswa teknik konversi energi diarahkan untuk mengetahui bagaimana operasi
sistem dari sebuah genset yang nantinya akan mengetahui bagaimana kinerjanya.
1.2. Rumusan Masalah
Masalah dibatasi pada kinerja genset di laboratorium Jurusan Teknik Konversi
Energi Politeknik Negeri Bandung ketika dibebani beban yang berbeda-beda.
1.3. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui kinerja genset merk
DongFeng berkapasitas 45 kVA berbahan bakar solar ketika dibebani beban yang
berbeda-beda.
Page | 2
BAB II
DASAR TEORI
3.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover
merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang
diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD
berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor
generator.
Motor diesel dinamai juga motor penyalaan kompresi (compression ignition engine)
oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dilakukan dengan menyemprotkan bahan
bakar ke dalam udara bertekanan dan temperature tinggi, sebagai akibat dari proses di
dalam ruang bakar kepala silinder.
Selain motor diesel dikenal juga jenis motor baker lainnya yaitu motor bensin yang
biasanya dinamai motor penyalaan bunga api (spark ignition engine) oleh karena cara
penyalaan bahan bakarnya dengan pertolongan bunga api (listrik).
Jika dibandingkan dengan motor bensin, gas buang motor diesel tidak banyak
mengandung komponen beracun yang dapat mencemari udara. Selain dari pada itu
pemakaian bahan bakar motor diesel lebih rendah (±25%) daripada motor bensin,
sedangkan harganyapun lebih murah sehingga penggunaan motor diesel umumnya lebih
hemat dari pada motor bensin sebagai penggerak mesin industri. Ditinjau dari sisi
investasi harga, motor diesel umumnya lebih mahal dari motor bensin karena untuk
kapasitas mesin yang sama motor diesel harus dibuat dengan konstruksi dan berat yang
lebih besar.
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan
listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk
listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik.
Page | 3
Gambar 2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel, yaitu :
1) Tangki penyimpanan bahan bakar.
2) Penyaring bahan bakar.
3) Tangki penyimpanan bahan bakar sementara.
4) Pengabut (nozel).
5) Mesin diesel.
6) Turbocharger.
7) Penyaring gas pembuangan.
8) Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
9) Generator.
10) Trafo.
11) Saluran transmisi.
Berikut ini skema dari PLTD secara umum :
Gambar 2.2. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Secara umum, skema di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :
Page | 4
1) Untuk melakukan pembakaran optimal pada diesel engine, maka diperlukan
oksigen dari udara di sekitar. Disinilah peran air filter yang fungsinya untuk
menyaring udara yang masuk ke turbocharger dan engine.
2) Di dalam diesel engine, solar yang dipakai sebagai bahan bakar menghasilkan
energi untuk memutar generator yang kemudian menghasilkan listrik yang
dihubungkan ke trafo dan gardu listrik.
3) Pada proses PLTD satu hal yang sangat perlu diperhatikan adalah sistem
pendingin pada minyak pelumasan mesin (sistem yang sama dipakai pada
kendaraan bermotor). Sistem pendingin yang dipakai biasanya adalah sistem
heat exchanger dan sistem radiator atau kedua sistem ini digabungkan.
4) Heat exchanger adalah sistem pendingin minyak pelumas, dimana air
digunakan sebagai sarana pendingin. Proses heat exchanger ini memiliki
konsep yaitu, air pendingin dialirkan terus dari sumber air terdekat seperti
danau, sungai ataupun kolam buatan. Air terus dialirkan secara konstan melalui
pipa-pipa yang kemudian dihubungkan dengan pipa minyak pelumas. Pada
aplikasi tertentu, pipa air pendingin ini akan ‘menyelimuti’ pipa minyak
pelumas, sehingga terjadi perpindahan suhu tinggi dari minyak ke suhu rendah
(heat exchanging) dari air, yang menyebabkan suhu minyak menjadi
berkurang. Sedangkan air yang memiliki suhu yang lebih tinggi akan dialirkan
kembali menuju sumber air. Berikut seterusnya sistem ini bekerja.
5) Sedangkan untuk sistem pendingin radiator (aplikasi yang sama pada
kendaraan bermotor), minyak pelumas didinginkan dengan menggunakan
kipas radiator. Dimana pada sistem ini mengaplikasikan konsep perpindahan
suhu melalui radiasi, kipas radiator yang terus berputar akan menghasilkan
angin untuk mendinginkan minyak pelumas.
3.2. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
1) Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam
penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian
disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank).
Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily
tank dipompakan ke pengabut (nozel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya
hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG)
Page | 5
maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk
diatur tekanannya.
2) Menggunakan kompresor (turbocharger), udara bersih dimasukan ke dalam tangki
udara melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger.
Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu.
Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
Lalu udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tersebut dimasukan ke dalam
ruang bakar (combustion chamber).
Gambar 2.3. Sistem turbocharger
3) Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozel (untuk BBM) kemudian
diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).
Gambar 2.4. Combustion Chamber
Page | 6
4) Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan
udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 - 50
atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar
disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik
nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan
ledakan bahan bakar.
Gambar 2.5. Penyalaan dalam ruang bakar
5) Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada
poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan
bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol
menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik
(reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros
engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi
gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.
Gambar 2.6. Siklus 4 langkah mesin diesel
6) Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Pada
generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya
gerak listrik (GGL). GGL terbentuk berdasarkan hukum faraday. Hukum faraday
menyatakan bahwa “Jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang
Page | 7
berubah-ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis gaya magnet yang
dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik.”
7) Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step
up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban. Prinsip kerja trafo
berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan
medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah
satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet
berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan
kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya
berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua
ujung kumparan terdapat beda tegangan.
8) Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan/dikirim ke beban. Di sisi
beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah
lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
3.3. Rumus Perhitungan
a. Energi Bahan Bakar (Ebb)
𝐸𝑏𝑏 = 𝑚̇ 𝑏𝑏 × 𝑁𝑎
Dimana :
𝑚̇ 𝑏𝑏 = 𝑆𝑔 ×
1
1000
×
[𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟]
[𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑]
Keterangan :
Ebb = Energi bahan bakar [kW]
𝑚̇ bb = Laju bahan bakar [kg/s]
Sg = Kerapatan = 0,863 [kg/l]
Na = Nilai kalor bahan bakar = 45.834 [kJ/kg]
b. AFR (Air Fuel Ratio)
𝐴𝐹𝑅 =
𝑚̇ 𝑏𝑏
𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎
Dimana :
𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 𝐴 × 𝑣 × 𝜌
Keterangan :
A = Luas penampang intake manifold [m2]
v = Kecepatan udara masuk [m/s]
Page | 8
ρ = Massa jenis udara [kg/m3]
𝑚̇ udara = Laju udara [kg/s]
c. Daya Output Generator
𝑃1∅ = 𝑉 × 𝐼 × cos 𝜑
𝑃3∅ = √3 × 𝑉 × 𝐼 × cos 𝜑
Keterangan :
P = Daya aktif [W]
V = Tegangan [V]
I = Arus [A]
cos 𝜑 = Faktor daya
d. Efisiensi Sistem
𝜂 =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝐸𝑏𝑏
× 100%
Keterangan :
Pout = Daya output [kw]
Ebb = Energi bahan bakar [kW]
Page | 9
BAB III
PENGENDALIAN OPERASI DAN PENGUJIAN
3.1. Data Teknik
Sebelum mengoperasikan PLTD, perlu mengetahui data teknik berikut ini :
a. Spesifikasi Mesin
Nomor mesin : 87333903
Model mesin : 4BTA3.9-G2
Pabrik pembuat : Dongfeng Cummins Engine Co.,Ltd.
Putaran : 1500 rpm
b. Spesifikasi Alternator
Tabel 3.1. Spesifikasi Alternator
Nomor serial X11L092481
Rangka / Inti UC.I224E1
Kapasitas Dasar 60 kVA / 48 kW
Frekuensi 50 Hz
Putaran 1500 rpm
Tegangan 380 Volt
Fasa 3 fasa
Kapasitas Dasar Arus 91,2 Ampere
Faktor Daya 0,8
Tegangan Eksitasi 36 Volt
Arus Eksitasi 1,8 Ampere
Temperatur Ambien 40°C
Isolasi Kelas H
Belitan Stator 311
Rangkaian Stator S Star
Berat 311 kg
3.2. Sistem PLTD
3.2.1. Sistem Kelistrikan
a. Accumulator
Page | 10
Genset ini disuplai oleh sumber listrik dari dua buah accu berkapasitas 12 V
yang dipasang secara seri. Accu ini digunakan untuk menyuplai tegangan ke
motor starter berkapasitas 24 V ; 3,7 kW.
b. Electric Motor Starter
Gambar 3.1. Diagram satu garis sistem kelistrikan pada PLTD
Motor starter berfungsi untuk merubah energi yang dialirkan dari baterai
menjadi energi gerak (tenaga), yang mana energi gerak (tenaga dalam bentuk
putaran) ini digunakan untuk memutar poros engkol pertama kali agar mesin
dapat menjalankan siklus kerjanya (hidup). Di motor starter ada sebuah gigi
pinion, gigi pinion ini bisa maju mundur yang apabila aktif maka gigi pinion
akan maju dan berhubungan dengan ring gear pada fly wheel. Fly wheel ini
berhubungan langsung dengan poros engkol.
Gambar 3.2. Konstruksi electric motor starter
Page | 11
Pada fase ini, dorongan pull in coil bukan hanya menggerakan pinion. Namun
juga menggerakan pull in coil itu sendiri ke arah hold in coil. Akibat dorongan
tersebut, hold in coil juga terdorong ke arah solenoid switch contact. Sampai-
sampai arus listrik di terminal 30 motor starter, akan langsung mengalir kedalam
motor starter.
Di dalam motor starter arus tersebut dialirkan ke field coil untuk
membangkitkan medan magnet, dan mengalir ke armature coil melalui brush.
Karena ada aliran listrik didalam medan magnet, hasilnya armature akan
berputar untuk menggerakan flywheel.
Ketika mesin menyala, starter akan stop dengan menghentikan arus dari
terminal 50. Sehingga pull in coil lepas dan balik ke posisi semula. Dengan
baliknya pull in coil, pinion gear juga akan lepas kaitannya dengan flywheel dan
putaran motor juga terhenti karena arus listrik pada solenoid switch contact
terputus.
Namun pinion gear sebenarnya didesain agar mundur secara otomatis saat
putaran flywheel lebih besar dari putaran starter. Fungsi ini ditunjukan untuk
memudahkan proses keterkaitan dan pelepasan pinion gear dengan roda gigi
flywheel.
3.2.2. Sistem Pembakaran
Jumlah bahan bakar yang dibakar di dalam engine berhubungan langsung
terhadap jumlah daya dan torsi yang dihasilkan. Secara umum, bertambah
banyak bahan bakar yang diterima engine, maka bertambah torsi yang tersedia
pada flywheel. Sistem bahan bakar memberikan bahan bakar yang bersih pada
saat yang tepat dan pada jumlah yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan daya
yang diperlukan.
Komponen sistem bahan bakar menyesuaikan jumlah bahan bakar yang
diberikan untuk memenuhi kebutuhan daya dengan merubah/mengatur jumlah
bahan bakar dan waktu yang tepat untuk diinjeksikan.
Page | 12
Gambar 3.3. Sistem Bahan Bakar
Pompa dan penyalur bahan bakar terdiri dari:
1) Fuel tank (tangki bahan bakar)
Tangki bahan bakar adalah tempat menyimpan bahan bakar. Tangki bahan
bakar tersedia dalam bermacam-macam ukuran dan tempat tergantung
kebutuhan.
2) Fuel filter (saringan bahan bakar)
Fuel transfer pump menghisap bahan bakar dari tangki, melalui primary fuel
filter. Primary fuel filter berfungsi menyaring kotoran kasar yang terdapat
di dalam bahan bakar. Bahan bakar yang berada di dalam transfer pump
dipompakan masuk ke dalam filter kedua. Saringan bahan bakar menyaring
kotoran yang sangat halus yang terdapat di dalam bahan bakar yang dapat
merusak nozzle atau menyumbat injector. Filter kedua terletak diantara
transfer pump dan rumah injection pump. Tidak seperti filter oli, filter bahan
bakar tidak mempunyai bypass valve. Apabila filter menjadi buntu, maka
aliran bahan bakar berhenti dan engine akan mati. Hal ini untuk melindungi
engine dari bahan bakar yang kotor.
3) Fuel transfer pump (pompa bahan bakar)
Dari primary fuel filter, bahan bakar mengalir masuk ke fuel transfer pump.
Fuel transfer pump menyedot bahan bakar melalui bagian hisap yang
bertekanan rendah dari sistem bahan bakar. Fungsi utama dari fuel transfer
pump adalah untuk menjaga pasokan yang cukup bahan bakar yang bersih
di dalam injection pump. Bahan bakar mulai mengalir ketika start untuk
menghidupkan engine. Ketika kunci diputar, maka solenoid digerakkan
Page | 13
yang memungkinkan bahan bakar mengalir dari transfer pump ke injection
pump.
4) Fuel injection pump (pompa injeksi bahan bakar)
Bahan bakar yang telah dikirim oleh fuel transfer pump diinjeksikan ke
dalam ruang bakar oleh pompa injeksi dan nozzle dengan cara ditekan oleh
plunger yang bergerak ke atas. Pergerakan naik turunnya plunger tersebut
diatur oleh camshaft. Camshaft yang terdapat pada pompa injeksi bahan
bakar dihubungkan ke timing gear, sehingga penyemprotan bahan bakarnya
dapat diatur waktunya. Control rack yang dihubungkan dengan governor
berfungsi untuk memutar plunger guna mengatur jumlah bahan bakar yang
diinjeksikan.
Gambar 3.4. Potongan pompa injeksi
5) Governor
Durasi injeksi bahan bakar ini dikontrol oleh governor dan rack, terus ke
segment pada plunger untuk mengatur posisi scroll melalui perputaran
plunger di dalam barrel. Jika engine membutuhkan bahan bakar lebih
banyak, hanya dapat dilakukan dengan menaikkan durasi injeksi bahan
bakar.
Page | 14
Gambar 3.5. Governor & Rack
Fuel Control Rack adalah suatu batang dengan sejumlah jajaran gigi
(straight gear), yang selalu berhubungan (meshes) dengan gigi-gigi segmen
(gear segment) di setiap plunger. Hubungan ini akan membuat setiap
pergerakkan rack menyebabkan plunger berputar.
Gambar 3.6. Fuel Control Rack
Perputaran plunger di lubang barrel dengan posisi scroll tetap
mempertahankan port dalam keadaan tertutup (menambah bahan bakar),
disebut fuel on position (1). Pergerakan rack yang menyebabkan posisi
scroll membuat port terbuka sehingga bahan bakar dapat mengalir dari inlet
port ke outlet port lalu ke tangki (return line), disebut fuel off position (2).
Gambar 3.7. Scroll Position
Page | 15
Mechanical governor menggunakan sistem flyweight dan spring untuk
menggerakkan control rack. Spring selalu berusaha untuk menggerakkan
rack ke arah fuel on, sedangkan flyweight ke arah fuel off. Jika gaya-gaya
yang bekerja pada flyweight dan spring seimbang (flyweight force = spring
force), kondisi ini disebut balance position dan engine beroperasi pada
putaran konstan. Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan (fuel delivery),
secara langsung berkaitan dengan putaran engine dan horsepower yang
dihasilkan. Penambahan fuel delivery berarti meningkatkan engine output
(rpm atau HP). Governor mengatur jumlah bahan bakar yang dibutuhkan
untuk mengontrol putaran engine (rpm), antara kebutuhan putaran rendah
(low idle rpm setting) dan putaran tinggi (high idle rpm setting). Penempatan
atau posisi governor biasanya dipasang di belakang fuel injection pump.
6) Timing advance mechanism
Setiap perubahan beban dan putaran, bahan bakar yang harus diinjeksiksn
juga terjadi dalam derajat waktu yang berbeda untuk tiap-tiap perubahan.
Hal ini bertujuan untuk mempertahankan atau memperoleh saat yang tepat,
bagi bahan bakar untuk terbakar. Jika putaran engine naik, maka bahan
bakar yang akan diinjeksikan atau disemprotkan ke dalam silinder harus
lebih cepat. Peristiwa ini dinamakan dengan istilah “timing advance”.
Demikian pula sebaliknya, dengan peristiwa yang berlawanan disebut
“timing retard”. Timing advance unit dengan penempatan posisi satu poros
bersama fuel injection pump camshaft, akan memajukan (advance) atau
memundurkan (retard) waktu penyemprotan bahan bakar (fuel injection
timing) yang bergantung pada cepat atau lambatnya putaran engine. Waktu
penyemprotan bahan bakar (fuel injection timing) dapat dimajukan atau
dimundurkan.
Advance timing : Bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih cepat.
Retard timing : Bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih lambat.
7) Fuel ratio control
Fuel system tidak bisa beroperasi sebagaimana mestinya jika tidak ditunjang
oleh sistem pemasukan udara (air induction & exhaust system) yang baik.
Dimana sistem pemasukan udara adalah hal yang vital, karena bahan bakar
tidak akan terbakar sempurna tanpa udara yang cukup.
Page | 16
Fuel ratio control adalah suatu alat untuk mengatur perbandingan yang
tepat, antara bahan bakar yang akan akan diinjeksikan terhadap jumlah
udara yang masuk ke dalam silinder. Fuel ratio control bekerja setelah
mendapat tanda dari tekanan udara masuk (boost pressure) di intake
manifold, kemudian diteruskan ke governor untuk mencegah injeksi bahan
bakar yang berlebihan.
Karena itu penerapan fuel ratio control yang dipasang pada governor
bermanfaat untuk membuat gas buang lebih bersih, mencegah timbulnya
asap hitam yang berlebihan dan pemakaian bahan bakar lebih efisien.
8) High pressure fuel lines
Pada sistem bahan bakar yang memakai pompa dan pipa saluran bahan
bakar, maka pipa baja saluran bahan bakar yang bertekanan tinggi
menghubungkan injection pump ke nozzle. Bagian yang bertekanan tinggi
dari sistem bahan bakar terdiri dari pipa saluran bakar yang bertekanan
tinggi dan nozzle.
9) Low pressure fuel lines
Low pressure fuel line terhubung dari fuel filter kedua ke nozzle / injector
yang sebelumya dipompa oleh fuel injection pump. Untuk lebih jelasnya
lihat gambar 3.3.
10) Nozzle / Injector
Injector berfungsi untuk menghantarkan bahan bakar diesel dari injection
pump ke dalam silinder pada setiap akhir langkah kompresi dimana torak
(piston) mendekati posisi TMA. Injector yang dirancang sedemikian rupa
merubah tekanan bahan bakar dari injection pump yang bertekanan tinggi
untuk membentuk kabut yang bertekanan antara 60 sampai 200 kg/cm²,
tekanan ini mengakibatkan peningkatan suhu pembakaran di dalam silinder
meningkat menjadi 600°C. Tekanan udara dalam bentuk kabut melaui
injector ini hanya berlangsung satu kali pada setiap siklusnya yakni pada
setiap akhir langkah kompresi saja sehingga setelah sekali penyemprotan
dalam kapasitas tertentu dimana kondisi pengabutan yang sempurna maka
injector yang dilengkapi dengan jarum yang berfungsi untuk menutup atau
membuka saluran injector sehingga kelebihan bahan bakar yang tidak
Page | 17
mengabut akan dialirkan kembali kebagian lain atau ke tangki bahan bakar
sebagai kelebihan aliran (overflow).
Gambar 3.8. Nozzle
11) Fuel Return Line
Jika lebih banyak bahan bakar yang tersedia di dalam rumah injection pump
dari pada yang dipakai engine, maka fuel return line akan mengembalikan
bahan bakar tersebut ke dalam fuel tank. Fungsi lain dari fuel return line :
 Mengembalikan bahan bakar yang berlebih kembali ke tangki bahan
bakar.
 Membuang udara dari bahan bakar.
 Mendinginkan bahan bakar dengan membuat bahan bakar tetap bergerak.
Sistem bahan bakar tidak akan bekerja dengan baik tanpa pipa saluran
kembali.
3.2.3. Sistem Pendingingan
Tujuan utama dari sistem pelumasan adalah untuk mensirkulasikan oli ke
seluruh bagian engine. Oli membersihkan, mendinginkan dan melindungi
gerakan bagian engine dari keausan.
a. Sistem Pendingin Air
Page | 18
Gambar 3.9. Sistem pendinginan radiator pada mesin diesel
Dalam sistem pendinginan air panas dari proses pembakaran dipindahkan
dinding silinder dan ruang bakar melalui lubang air pendingin pada blok dan
kepala silinder. Air pendingin yang panas mengalir ke bagian atas engine
kemudian ke tangki radiator bagian atas, melalui inti radiator ke tangki radiator
bagian bawah. Panas dari air pendingin dipindahkan pendingin udara melalui
inti radiator dan air pendingin kembali masuk ke engine pada bagian bawah
untuk proses yang akan berulang.
Fungsi dari kipas pendingin adalah untuk menjamin aliran udara mengalir
melalui inti radiator dan sekitar engine, terutama pada saat kendaraan bekerja
tanpa beban atau pada kecepatan rendah. Dua jenis penggerak kipas pendingin
yang digunakan pada sistem ini adalah sistem mekanik yang diputarkan engine
melalui pulley dan listrik.
Fungsi dari selang radiator bagian atas adalah sebagai saluran masuk air
pendingin dari engine bagian atas ke tangki radiator bagian atas. Saluran-saluran
air pendingin / water jacket adalah rongga antara ruang bakar dengan dinding
silinder yang berfungsi mengalirkan air pendingin untuk memindahkan panas
yang berlebihan.
Page | 19
Gambar 3.10. Saluran air radiator
Termostat mengatur katup sistem pendingin di dalam engine bagian atas
dengan menutup saluran air pendingin ke radiator pada saat engine bekerja di
bawah suhu kerja. Hal ini untuk mempercepat naiknya panas pada engine selama
air pendingin dalam water jacket tidak mengalir ke radiator. Pada saat engine
mencapai suhu kerja, termostat membuka katup dan ait pendingin yang panas
mengalir ke radiator. Pada sistem ini terdapat pompa air yang berfungsi untuk
mensirkulasikan air pendingin dari engine ke radiator.
Radiator berfungsi untuk mendinginkan air pendingin akibat panas dari
proses pembakaran, panas dserap oleh udara yang melewati sirip-sirip
pendingin.
Page | 20
Gambar 3.11. Radiator
Tutup radiator berfungsi untuk mempertahankan tekanan udara pada sistem
pendinginan sesuai dengan titik didih air pendingin.
Gambar 3.12. Tutup radiator
b. Sistem Pendinginan Udara
Panas dari engine yang bekerja disalurkan dari silinder dan kepala silinder ke
sirip-sirip pendingin. Panas dipindahkan dari sirip pendingin ke udara sekitar.
Sirip-sirip pendingin digunakan untuk menambah luas permukaan untuk
memberikan kehilangan panas yang baik.
Kipas mensirulasikan udara yang lebih dingin melewati sirip pendingin untuk
membantu perpindahan panas.
Page | 21
Gambar 3.13. Sistem pendinginan udara
3.2.4. Sistem Pelumasan
Gambar 3.14. Aliran pelumasan engine
Berikut ini adalah komponen-komponen dari sistem pelumasan :
1) Karter atau panci oli, terletak pada bagian bawah engine untuk menyimpan
oli yang diperlukan untuk pelumasan engine.
2) Tutup pengisi oli, menyediakan sebuah ruang yang memungkinkan oli dapat
dimasukkan ke dalam engine.
3) Tongkat kedalaman, merupakan batang yang dapat dicabut dengan mudah
yang digunakan sebagai indikator level oli di dalam engine.
4) Pompa oli, mensirkulasikan oli ke komponen-komponen engine untuk
memberikan pelumasan ke bagian-bagian yang bergerak sehingga mencegah
kerusakan akbiat gesekan.
Page | 22
5) Katup pembebas tekanan oli, memungkinkan tekanan oli yang berlebihan
untuk kembali ke panci oli temasuk ketika engine dingin untuk mengurangi
kemungkinan kerusakan komponen-komponen sistem pelumasan.
6) Saringan oli, dipasang untuk menghalangi partikel-partikel kotoran terbawa
masuk ke engine yang dapat menimbulkan kerusakan.
7) Katup bypass, berfungsi sebagai saluran apabila ada kotoran yang tidak
tersaring di saringan oli.
8) Saluran serambi utama dan pipa-pipa, sebagai saluran pelumas menuju
engine.
3.2.5. Sistem Pembebanan
Dalam pengujiannya, genset ini dibebani oleh beban yang bervariasi. Beban
yang disediakan di Laboratorium Teknik Konversi Energi berupa tiga buah
resistor bank dengan kapasitas maksimum masing-masing 6 kW. Pengaturan
besarnya beban diatur pada switch yang ada pada resistor bank. Beban-beban
tersebut dirangkai secara Wye/Star agar arus yang dialirkan tidak terlalu besar.
Gambar 3.16. Rangkaian beban star
3.3. Persiapan Pengujian
a. Siapkan peralatan yang dibutuhkan seperti :
1) Anemometer
2) Clamp meter/tang ampere
3) Stopwatch
4) Alat tulis
5) Kamera
b. Lakukan inspeksi alat pada setiap komponen meliputi :
Page | 23
1) Alat ukur, pastikan semua alat ukur berada pada posisi nol dan dalam kondisi baik.
2) Accumulator, pastikan air accu berada pada level setengah penuh atau tidak lebih
dari batas atas dan tidak kurang dari batas bawah. Lalu, rangkai accu secara seri
dan hubungkan dengan motor starter. Pastikan kabel yang dirangkai pada accu
tidak kendor. Jika kendor, maka mesin tidak mau menyala.
3) Bahan bakar, pastikan bahan bakar pada tangki (daily tank) terisi penuh atau
cukup untuk satu kali praktikum PLTD.
4) Air radiator, pastikan air radiator berada pada level setengah penuh atau tidak
lebih dari batas atas dan tidak kurang dari batas bawah.
5) Oli, pengecekan oli dilakukan dengan mencabut stik oli dan melihat indikator
level oli dalam mesin pada stik tersebut. Pastikan oli berada pada level setengah
penuh atau tidak lebih dari batas atas (F) dan tidak kurang dari batas bawah (L).
6) Beban/Load Bank, pastikan beban 1, 2, dan 3 sudah dirangkai secara wye/star dan
semua MCB yang terhubung dengan beban dalam kondisi open circuit / off.
7) Sebelum pengujian dilakukan, ukur setiap tahanan di setiap switch pada load bank
untuk mengetahui nilai arus dan daya secara teoritis pada masing-masing tahanan.
c. Buka ventilasi untuk gas buang mesin diesel dengan membuka rolling door.
3.4. Pengujian dan Pengambilan Data
a. Hidupkan mesin dengan menekan tombol start berwarna hijau pada panel instrumen
mesin.
b. Lakukan pemanasan pada mesin ±10 menit atau sampai putaran mesin mencapai
angka nominalnya yaitu 1500 rpm.
c. Catat parameter yang dibutuhkan seperti :
1) Arus pada setap fasa.
2) Tegangan pada setiap fasa.
3) Putaran mesin.
4) Beban.
5) Waktu.
6) Volume bahan bakar.
7) Laju aliran udara.
d. Lakukan pengujian dengan beberapa tahap yaitu :
1) Pengujian konsumsi bahan bakar solar tanpa beban
Page | 24
Pengujian dilakukan dengan pengambilan data pada poin c dengan volume bahan
bakar yang sama yaitu 20 ml.
2) Pengujian konsumsi bahan bakar solar dengan beban variasi
a) Pengujian dilakukan sama seperti pengujian tanpa beban namun dengan
mengubah-ubah switch pada load bank. Variasi switch-nya bergantung pada
instruksi dari dosen pengampu.
b) Ubah posisi saklar MCB generator, beban utama, 1, 2, dan 3 ke posisi ON.
c) Atur switch pada load bank sesuai dengan petunjuk instruktur.
d) Setiap kali pengubahan variasi beban, biarkan generator bekerja pada beban
minimum dengan mengubah semua switch pada load bank ke posisi nol
terlebih dahulu.
3.5. Prosedur Mematikan Mesin
a. Biarkan mesin bekerja beberapa menit dengan beban minimal.
b. Kurangi beban sampai kondisi minimum pada kecepatan ideal.
c. Ubah switch MCB beban 1, beban 2, beban 3, dan beban utama ke posisi off.
d. Matikan juga swtich MCB pada terminal generator.
e. Matikan mesin dengan menekan tombol off berwarna merah pada panel genset.
Page | 26
3.6. Data Pengujian
a. Persiapan pengujian
No.
Switch
Tahanan
[Ohm]
Beban 1 Beban 2 Beban 3 Beban 1 Beban 2 Beban 3
L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 73 70 71 0 0 0 0 0 0
3 4 4 4 0 0 0 0 0 0 36 36 38 0 0 0 0 0 0
4 6 6 6 0 0 0 0 0 0 24 24 29 0 0 0 0 0 0
5 2 2 2 2 2 2 0 0 0 73 70 71 71 49 71 0 0 0
6 4 4 4 2 2 2 0 0 0 36 36 38 71 49 71 0 0 0
7 6 6 6 2 2 2 0 0 0 24 24 29 71 49 71 0 0 0
8 4 4 4 4 4 4 0 0 0 36 36 38 37 38 37 0 0 0
9 4 4 4 6 6 6 0 0 0 36 36 38 26 26 25 0 0 0
10 6 6 6 6 6 6 0 0 0 24 24 29 26 26 25 0 0 0
11 6 6 6 6 6 6 6 6 6 24 24 29 26 26 25
Page | 27
b. Pengukuran
Arus Tegangan Fasa-Netral
[Ampere] [Volt]
Beban 1 Beban 2 Beban 3 Beban 1 Beban 2 Beban 3
L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3
0 0 0 0 0 0 0 0 0 14,7 12,6 17 386 0 386,3 0 0 0
3 3 3 0 0 0 0 0 0 222,3 222 214,1 385,5 0 383,8 0 0 0
6,1 6,1 6,1 0 0 0 0 0 0 222,1 203 206 385,6 1,9 385,4 0 0 0
9,2 9,2 9,2 0 0 0 0 0 0 222,1 221,7 216 385,5 1,9 383,6 0 0 0
3,1 3,1 3,1 3,3 3,9 3,3 0 0 0 222,7 222 222,9 236,5 191,7 240,2 0 0 0
6 6,1 6,1 3,3 3,5 3,2 0 0 0 222,1 221,6 222,4 236 190,9 236,8 0 0 0
9 9,2 9,2 3,1 3,6 3,3 0 0 0 222 221,6 222,4 238,7 190,5 240 0 0 0
5,9 5,9 5,9 5,9 5,4 5,5 0 0 0 221,9 221,2 221,1 221,9 222,5 222,5 0 0 0
5,9 5,9 5,9 8,3 5,6 8,2 0 0 0 220,4 221,3 222,4 202,5 265,5 202,5 0 0 0
9 9,1 9,2 7,7 8,2 8,4 0 0 0 221,9 220,2 220 220,6 222,6 222,2 0 0 0
9,2 9,2 9,1 9,2 9 9 9,3 9 9 221,7 221,5 221,9 220,6 222,2 221,6 222,1 222,3 222,1
Page | 28
c. Perhitungan
P S
[W] [VA]
Beban 1 Beban 2 Beban 3
Total
Beban 1 Beban 2 Beban 3
Total
L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
534 533 514 0 0 0 0 0 0 1580 667 666 642 0 0 0 0 0 0 1975
1084 991 1005 0 0 0 0 0 0 3080 1355 1238 1257 0 0 0 0 0 0 3850
1635 1632 1590 0 0 0 0 0 0 4856 2043 2040 1987 0 0 0 0 0 0 6070
552 551 553 624 598 634 0 0 0 3512 690 688 691 780 748 793 0 0 0 4390
1066 1081 1085 623 535 606 0 0 0 4997 1333 1352 1357 779 668 758 0 0 0 6246
1598 1631 1637 592 549 634 0 0 0 6640 1998 2039 2046 740 686 792 0 0 0 8301
1047 1044 1044 1047 961 979 0 0 0 6123 1309 1305 1304 1309 1202 1224 0 0 0 7653
1040 1045 1050 1345 1189 1328 0 0 0 6997 1300 1306 1312 1681 1487 1661 0 0 0 8746
1598 1603 1619 1359 1460 1493 0 0 0 9132 1997 2004 2024 1699 1825 1866 0 0 0 11415
1632 1630 1615 1624 1600 1596 1652 1601 1599 14548 2040 2038 2019 2030 2000 1994 2066 2001 1999 18186
Page | 29
No.
Beban
INPUT OUTPUT
AFR
EffisiensiSOLAR Udara Generator
Vbb Waktu Laju bb Sg mbb Na Ebb
m
udara
laju
udara
n V S Total
cosϕ
f Daya
[kW] [ml] [s] [L/s] [kg/L] [kg/s]
[kJ /
kg]
[Watt] [kg/s] [m/s] [rpm] [Volt] [VA] [Hz] [Watt] [%]
1 0 20 31,37 0,00064 0,863 0,000550 45834 25218 0,0565 12,5 1515 380 0 0,8 50,4 0 0,00974 0
2 2 20 31,25 0,00064 0,863 0,000552 45834 25315 0,0669 14,8 1515 380 1975 0,8 50,5 1580 0,00826 6
3 4 20 23,21 0,00086 0,863 0,000744 45834 34084 0,0691 15,3 1515 380 3850 0,8 50,5 3080 0,01076 9
4 6 20 20,41 0,00098 0,863 0,000846 45834 38760 0,0705 15,6 1515 380 6070 0,8 50,5 4856 0,01200 13
5 4 20 22,89 0,00087 0,863 0,000754 45834 34561 0,0736 16,3 1515 380 4390 0,8 50,5 3512 0,01024 10
6 6 20 20,51 0,00098 0,863 0,000842 45834 38571 0,0768 17,0 1515 380 6246 0,8 50,5 4997 0,01096 13
7 8 20 17,99 0,00111 0,863 0,000959 45834 43974 0,0804 17,8 1515 380 8301 0,8 50,5 6640 0,01193 15
8 8 20 17,72 0,00113 0,863 0,000974 45834 44644 0,0818 18,1 1515 380 7653 0,8 50,5 6123 0,01191 14
9 10 20 18,65 0,00107 0,863 0,000925 45834 42418 0,0836 18,5 1515 380 8746 0,8 50,5 6997 0,01107 16
10 12 20 16,14 0,00124 0,863 0,001069 45834 49015 0,0863 19,1 1515 380 11415 0,8 50,5 9132 0,01239 19
11 16 20 11,58 0,00173 0,863 0,001491 45834 68316 0,0913 20,2 1515 380 18186 0,8 50,5 14548 0,01633 21
Page | 30
3.7. Contoh Perhitungan (Nomor 11)
a. Energi Bahan Bakar (Ebb)
𝑚̇ 𝑏𝑏 = 0,00173[𝑙/𝑠] × 0,863 [
𝑘𝑔
𝑙
] ×
1
1.000
×
[ 𝑙]
[ 𝑠]
𝑚̇ 𝑏𝑏 = 0,001491 [𝑘𝑔/𝑠]
𝐸𝑏𝑏 = 𝑚̇ 𝑏𝑏 × 𝑁𝑎
𝐸𝑏𝑏 = 0,001491 [𝑘𝑔/𝑠] × 45.834[𝑘𝐽/𝑘𝑔]
𝐸𝑏𝑏 = 68.316 [𝑊]
b. AFR (Air Fuel Ratio)
𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 𝐴 × 𝑣 × 𝜌
𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 3,14 × 0,0346252
[𝑚2
] × 20,2[𝑚/𝑠] × 1,2[𝑘𝑔/𝑚3
]
𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 0,0913[𝑘𝑔/𝑠]
𝐴𝐹𝑅 =
𝑚̇ 𝑏𝑏
𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎
𝐴𝐹𝑅 =
0,001491 [𝑘𝑔/𝑠]
0,0913[𝑘𝑔/𝑠]
𝐴𝐹𝑅 = 0,01633
c. Daya Output Generator
Beban 1, L1
𝑃1∅ = 𝑉 × 𝐼 × cos 𝜑
𝑃1∅ = 222[𝑉] × 9,2[𝐴] × 0,8
𝑃1∅ = 1.634[𝑊]
Begitupun seterusnya pada setiap beban dan fasa, lalu didapatkan daya total :
𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛1 + 𝑃 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛2 + 𝑃𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛3
𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 14.548[𝑊]
d. Efisiensi Sistem
𝜂 =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝐸𝑏𝑏
× 100%
𝜂 =
14.548[𝑊]
68.316 [𝑊]
× 100%
𝜂 = 21%
Page | 31
BAB IV
ANALISIS DATA PENGUJIAN
4.1. Karakteristik Genset
a. Perbandingan antara beban dengan arus
Dari grafik di atas terlihat bahwa kenaikan beban berbanding lurus seiring dengan
kenaikan arusnya. Kenaikan nilai arus disebabkan karena nilai resistansi pada beban
semakin mengecil seiring bertambahnya switch pada beban tersebut. Dalam hal ini
(percobaan nomor 11) nilai resistansi rata-ratanya adalah 26 ohm dan didapat nilai
arus dan tegangannya sebesar 82 Ampere dan 222 Volt. Dari perkalian tegangan,
arus, dan cos phi didapatkan daya aktif sebesar 14,5 kW.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 9 18.3 27.6 19.8 28.2 37.4 34.5 39.8 51.6 82
Beban[W]
Arus [A]
Grafik Beban terhadap Arus
Page | 32
Dari grafik di atas terlihat bahwa kenaikan beban berbanding lurus seiring dengan
kenaikan Ebb (energi bahan bakar). Hal ini disebabkan karena ketika beban semakin
bertambah, supply udara dan bahan bakar yang masuk bertambah pula sehingga
energinya pun menjadi naik. Kenaikan ketiga parameter tersebut diatur oleh governor
seperti dijelaskan pada bab 3. Kenaikan ketiga parameter tersebut dimaksudkan agar
menjaga putaran mesin tetap konstan sehingga frekuensi gelombang tegangan dan
arus yang keluar dari genset juga konstan. Pengkonstanan tersebut dimaksudkan agar
ketika genset tersebut terhubung dengan perangkat elektronik secara sinkron
sehingga tidak merusak perangkat elektronik tersebut.
Dari hasil percobaan nomor 11 didapatkan nilai beban sebesar 14,5 kW dan energi
bahan bakar 68,3 kW.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
25218 25315 34084 38760 34561 38571 43974 44644 42418 49015 68316
Beban[W]
Ebb [W]
Grafik Beban terhadap Ebb
Page | 33
BAB V
KESIMPULAN
1. Pada praktikum ini, genset tidak dibebani secara maksimum sesuai kapasitasnya
sehingga nilai efisiensi yang didapatkan sangat kecil.
2. Genset yang dioperasikan merupakan genset stasioner dimana putaran dari
generatornya sebesar 1500 rpm tidak bisa diubah-ubah.
3. Ketika genset dibebani dengan beban yang berbeda, maka energi bahan bakar dan
daya keluaran juga berbeda sesuai dengan bebannya.
4. Ketika nilai beban naik, maka energi yang dibutuhkan pun naik.
5. Energi masuk berkaitan dengan laju udara dan bahan bakar yang masuk. Semakin
besar energi masuk, maka semakin besar pula energi keluarnya.
6. Perbandingan antara engeri keluar dengan energi masuk disebut efisiensi sistem.
7. Nilai efisiensi terbesar didapatkan sebesar 21% ketika genset dibebani sebesar 14,5
kW.
8. Perbandingan antara udara dan bahan bakar yang masuk ke ruang bakar disebut AFR.
9. Nilai AFR (Air Fuel Ratio) terbesar didapatkan sebesar 0,01633.
Page | 34
DAFTAR PUSTAKA
https://www.mesinmotor.com/motor-starter/ diakses pada tanggal 21 September 2019 pukul
21.00 WIB
http://www.bppp-
tegal.com/v1/index.php?option=com_content&view=article&id=228:sistem-pendinginan-
motor-diesel&catid=44:artikel&Itemid=85 diakses pada tanggal 21 September 2019 pukul
21.30 WIB
http://bmj.co.id/tentang-genset/pembangkit-listrik-tenaga-diesel/ diakses pada tanggal 28
September 2019 pukul 20.00 WIB
Anonim. 2002. Student Handout Student Induction Course. Training Center Trakindo Kuala
Kencana.
Maridjo. Modul Praktikum Mesin Termal. Bandung.
Manunggal Puguh, Bambang. 2017. Modul Praktikum Operasi Sistem Energi Pembangkit
Listrik Tenaga Diesel Generator Set Dongfeng 45 kVA. Bandung.
Page | 35
LAMPIRAN
I. P&ID Sistem Pembakaran
II. P&ID Sistem Pendinginan
Page | 36
III. Sistem Starter
IV. P&ID Sistem Pembebanan
Page | 37
V. P&ID Sistem Governor
Ketika genset berkerja tanpa beban, alternantor akan memberikan dorongan kecil pada
sel beban. Sel beban akan mengirimkan sinyal ke control unit untuk mengubahnya
menjadi pulsa untuk stepper motor yang pada gilirannya akan mengendalikan fuel rack
untuk memasok bahan bakar ke mesin agar berputar pada kecepatan 1500 rpm.
Sekarang, ketika beberapa beban diterapkan pada alternator secara tiba-tiba, arus
alternator akan memutar seluruh unit alternator sehingga torsinya meningkat. Karena
kebutuhan torsi meningkat, kecepatan putaran mesin akan turun, namun akan
dikendalikan secara instan oleh sinyal output sel beban ke sistem pengaturan fuel rack.
Bila kebutuhan torsi alternator meningkat, akan lebih banyak dorongan pada sel beban.
Karena peningkatan dorongan pada sel beban, sinyal akan ditransmisikan ke control
unit yang mengubahnya menjadi pulsa untuk stepper motor yang pada gilirannya akan
mengatur suplai bahan bakar melalui penyesuaian fuel rack sebelum kecepatan mesin
menurun. Hal ini menunjukkan bahwa usaha tersebut telah dibuat untuk menjaga
kecepatan agar tetap konstan sebelum kecepatan tersebut turun disebabkan
meningkatnya kebutuhan torsi dan kecepatan tidak akan berfluktuasi.
Page | 38
Governor mengendalikan posisi fuel rack melalui aksi gabungan dari piston hidrolik
dan satu set mechanical flyweight yang digerakkan oleh poros blower mesin. Posisi
flyweight ditentukan oleh kecepatan mesin. Ketika kecepatan mesin naik atau turun,
flyweight bergerak masuk atau keluar. Gerakan flyweight tersebut akan menggerakkan
piston kecil di sistem mechanical governor. Gerakan tersebut akan mengatur fuel rack
untuk meningkatkan / menurunkan pasokan bahan bakar ke engine yang pada setiap
perubahannya akan mengatur kecepatan engine ke kecepatan nominalnya.

More Related Content

What's hot

Perencanaan turbin air
Perencanaan turbin airPerencanaan turbin air
Perencanaan turbin airKhairul Fadli
 
Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)
Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)
Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)indrainsanprasetyo
 
Penyebab Kerusakan Motor Listrik
Penyebab Kerusakan Motor ListrikPenyebab Kerusakan Motor Listrik
Penyebab Kerusakan Motor ListrikRicky Bahar Syah
 
Motor ac sinkron
Motor ac sinkronMotor ac sinkron
Motor ac sinkronRahmat Dani
 
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)mocoz
 
Modul Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor
Modul Penyelesaian Soal Alat Penukar KalorModul Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor
Modul Penyelesaian Soal Alat Penukar KalorAli Hasimi Pane
 
Pltg pdf
Pltg pdfPltg pdf
Pltg pdftchakap
 
Pembangkitan tenaga listrik steam turbine
Pembangkitan tenaga listrik steam turbinePembangkitan tenaga listrik steam turbine
Pembangkitan tenaga listrik steam turbineGalih Priminta
 
Motor diesel Presentation
Motor diesel PresentationMotor diesel Presentation
Motor diesel PresentationDimas Setyawan
 
PEMBANGKITAN DAN PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK
PEMBANGKITAN DAN PENGUKURANTEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIKPEMBANGKITAN DAN PENGUKURANTEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK
PEMBANGKITAN DAN PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK Politeknik Negeri Ujung Pandang
 
Perpindahan panas bu lidia
Perpindahan panas bu lidiaPerpindahan panas bu lidia
Perpindahan panas bu lidiaAlen Pepa
 
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkanRumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkanHerry SR
 

What's hot (20)

TRANSFORMATOR DAYA
TRANSFORMATOR DAYA TRANSFORMATOR DAYA
TRANSFORMATOR DAYA
 
Perencanaan turbin air
Perencanaan turbin airPerencanaan turbin air
Perencanaan turbin air
 
Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)
Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)
Makalah Sumber Daya Energi - PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)
 
Prinsip kerja pltgl
Prinsip kerja pltglPrinsip kerja pltgl
Prinsip kerja pltgl
 
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
 
Penyebab Kerusakan Motor Listrik
Penyebab Kerusakan Motor ListrikPenyebab Kerusakan Motor Listrik
Penyebab Kerusakan Motor Listrik
 
ppt KWH meter
ppt KWH meterppt KWH meter
ppt KWH meter
 
Turbin Uap
Turbin UapTurbin Uap
Turbin Uap
 
Motor ac sinkron
Motor ac sinkronMotor ac sinkron
Motor ac sinkron
 
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
 
Modul Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor
Modul Penyelesaian Soal Alat Penukar KalorModul Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor
Modul Penyelesaian Soal Alat Penukar Kalor
 
ppt Turbin Uap
ppt Turbin Uapppt Turbin Uap
ppt Turbin Uap
 
Turbin gas
Turbin gasTurbin gas
Turbin gas
 
Pltg pdf
Pltg pdfPltg pdf
Pltg pdf
 
Kompressor
Kompressor Kompressor
Kompressor
 
Pembangkitan tenaga listrik steam turbine
Pembangkitan tenaga listrik steam turbinePembangkitan tenaga listrik steam turbine
Pembangkitan tenaga listrik steam turbine
 
Motor diesel Presentation
Motor diesel PresentationMotor diesel Presentation
Motor diesel Presentation
 
PEMBANGKITAN DAN PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK
PEMBANGKITAN DAN PENGUKURANTEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIKPEMBANGKITAN DAN PENGUKURANTEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK
PEMBANGKITAN DAN PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK
 
Perpindahan panas bu lidia
Perpindahan panas bu lidiaPerpindahan panas bu lidia
Perpindahan panas bu lidia
 
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkanRumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
 

Similar to Laporan Operasi Sistem Energi Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........
PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........
PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........IrfanIbrahim37
 
Sistem Pelistrikan Motor Bakar
Sistem Pelistrikan Motor BakarSistem Pelistrikan Motor Bakar
Sistem Pelistrikan Motor BakarRobiyatul Adawiyah
 
Mesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapalMesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapalArly Hidayat
 
Mesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapalMesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapalArly Hidayat
 
mesin_diesel.pptx
mesin_diesel.pptxmesin_diesel.pptx
mesin_diesel.pptxyandha1
 
Motor penggerak listrik
Motor penggerak listrikMotor penggerak listrik
Motor penggerak listrikToto Wahid
 
Teknik tenaga listrik 2
Teknik tenaga listrik 2Teknik tenaga listrik 2
Teknik tenaga listrik 2haafizah
 
Gas turbine aeroderivative Module LM6000 PC
Gas turbine aeroderivative Module LM6000 PCGas turbine aeroderivative Module LM6000 PC
Gas turbine aeroderivative Module LM6000 PCapri kartiwan
 
Paper turbocharger tmd
Paper turbocharger tmdPaper turbocharger tmd
Paper turbocharger tmdRahmat Ramdan
 
Mpk pertemuan ke 1 (revised)
Mpk   pertemuan ke 1 (revised)Mpk   pertemuan ke 1 (revised)
Mpk pertemuan ke 1 (revised)Yogga Haw
 
1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf
1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf
1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdfAfiqPraditio
 
Laporan motor bakar 1
Laporan motor bakar 1Laporan motor bakar 1
Laporan motor bakar 1Oid Putra
 
Konsep Motor Bakar
Konsep Motor BakarKonsep Motor Bakar
Konsep Motor Bakarroy apr
 
(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel
(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel
(PLTD) pembangkit listrik tenaga dieselPutri Berlian Abadi
 

Similar to Laporan Operasi Sistem Energi Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (20)

PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........
PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........
PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEl ppt..........
 
Acara 1
Acara 1Acara 1
Acara 1
 
Sistem Pelistrikan Motor Bakar
Sistem Pelistrikan Motor BakarSistem Pelistrikan Motor Bakar
Sistem Pelistrikan Motor Bakar
 
Tugas sm
Tugas smTugas sm
Tugas sm
 
Mesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapalMesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapal
 
Mesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapalMesin penggerak kapal
Mesin penggerak kapal
 
mesin_diesel.pptx
mesin_diesel.pptxmesin_diesel.pptx
mesin_diesel.pptx
 
ACARA 1
ACARA 1ACARA 1
ACARA 1
 
Motor penggerak listrik
Motor penggerak listrikMotor penggerak listrik
Motor penggerak listrik
 
Teknik tenaga listrik 2
Teknik tenaga listrik 2Teknik tenaga listrik 2
Teknik tenaga listrik 2
 
Jurnal
JurnalJurnal
Jurnal
 
Gas turbine aeroderivative Module LM6000 PC
Gas turbine aeroderivative Module LM6000 PCGas turbine aeroderivative Module LM6000 PC
Gas turbine aeroderivative Module LM6000 PC
 
Paper turbocharger tmd
Paper turbocharger tmdPaper turbocharger tmd
Paper turbocharger tmd
 
Mpk pertemuan ke 1 (revised)
Mpk   pertemuan ke 1 (revised)Mpk   pertemuan ke 1 (revised)
Mpk pertemuan ke 1 (revised)
 
Diesel engine
Diesel engineDiesel engine
Diesel engine
 
1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf
1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf
1622-Article Text-10057-1-10-20210917.pdf
 
Laporan motor bakar 1
Laporan motor bakar 1Laporan motor bakar 1
Laporan motor bakar 1
 
laporan praktikum motor bakar
laporan praktikum motor bakarlaporan praktikum motor bakar
laporan praktikum motor bakar
 
Konsep Motor Bakar
Konsep Motor BakarKonsep Motor Bakar
Konsep Motor Bakar
 
(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel
(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel
(PLTD) pembangkit listrik tenaga diesel
 

Laporan Operasi Sistem Energi Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

  • 1. Page | i DAFTAR ISI KATA PENGANTAR............................................................................................................. ii BAB 1 PENDAHULUAN........................................................................................................ 1 1.1. Latar Belakang.......................................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................................... 1 1.3. Tujuan Praktikum ...................................................................................................... 1 BAB II DASAR TEORI.......................................................................................................... 2 3.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.............................................................................. 2 3.2. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.......................................................... 4 3.3. Rumus Perhitungan.................................................................................................... 7 BAB III PENGENDALIAN OPERASI DAN PENGUJIAN.................................................... 9 3.1. Data Teknik .............................................................................................................. 9 3.2. Sistem PLTD............................................................................................................. 9 3.2.1. Sistem Kelistrikan .............................................................................................. 9 3.2.2. Sistem Pembakaran...........................................................................................11 3.2.3. Sistem Pendingingan .........................................................................................17 3.2.4. Sistem Pelumasan..............................................................................................21 3.2.5. Sistem Pembebanan...........................................................................................22 3.3. Persiapan Pengujian..................................................................................................22 3.4. Pengujian dan Pengambilan Data...............................................................................23 3.5. Prosedur Mematikan Mesin.......................................................................................24 3.6. Data Pengujian .........................................................................................................26 3.7. Contoh Perhitungan (Nomor 11)................................................................................30 BAB IVANALISIS DATA PENGUJIAN..............................................................................31 4.1. Karakteristik Genset .................................................................................................31 BAB V KESIMPULAN .........................................................................................................33 DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................34 LAMPIRAN..........................................................................................................................35
  • 2. Page | ii KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini sebagai salah satu syarat untuk memenuhi tugas mata kuliah operasi sistem energi bagi mahasiswa Program Studi D3 Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung semester 5. Hasil praktikum ini sendiri dituangkan dalam bentuk laporan praktikum yang berisi tentang persiapan sampai pengujian genset dongfeng 45 kVA di laboratorium Jurusan Teknik Energi Politeknik Negeri Bandung. Penulis menyadari dalam pelaksanaan praktikum dan penyelesaian laporan praktikum ini terdapat beberapa kendala yang dihadapi baik materi dan cara penyajiannya akan tetapi pada proses pelaksanaannya dapat terjadwal dengan baik dengan adanya bantuan dari semua pihak. Penulis berharap laporan ini dapat menjadi sarana ilmu pengetahuan serta bermanfaat bagi pembacanya khususnya Mahasiswa Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung. Bandung, 7 Oktober 2019 Penulis
  • 3. Page | 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Listrik merupakan salah satu sumber energi yang sudah menjadi kebutuhan primer bagi manusia zaman ini. Hampir semua perangkat yang membantu pekerjaan manusia mebutuhkan suplai energi listrik. Genset merupakan salah satu mesin konversi energi yang bisa menghasilkan listrik dengan menggunakan bahan bakar solar. Genset biasanya ada di industri-industri besar sebagai penyuplai energi listrik sekunder jika penyuplai listrik energi primer (PLN) mati. Mahasiswa teknik konversi energi diarahkan untuk mengetahui bagaimana operasi sistem dari sebuah genset yang nantinya akan mengetahui bagaimana kinerjanya. 1.2. Rumusan Masalah Masalah dibatasi pada kinerja genset di laboratorium Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung ketika dibebani beban yang berbeda-beda. 1.3. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui kinerja genset merk DongFeng berkapasitas 45 kVA berbahan bakar solar ketika dibebani beban yang berbeda-beda.
  • 4. Page | 2 BAB II DASAR TEORI 3.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator. Motor diesel dinamai juga motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dilakukan dengan menyemprotkan bahan bakar ke dalam udara bertekanan dan temperature tinggi, sebagai akibat dari proses di dalam ruang bakar kepala silinder. Selain motor diesel dikenal juga jenis motor baker lainnya yaitu motor bensin yang biasanya dinamai motor penyalaan bunga api (spark ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dengan pertolongan bunga api (listrik). Jika dibandingkan dengan motor bensin, gas buang motor diesel tidak banyak mengandung komponen beracun yang dapat mencemari udara. Selain dari pada itu pemakaian bahan bakar motor diesel lebih rendah (±25%) daripada motor bensin, sedangkan harganyapun lebih murah sehingga penggunaan motor diesel umumnya lebih hemat dari pada motor bensin sebagai penggerak mesin industri. Ditinjau dari sisi investasi harga, motor diesel umumnya lebih mahal dari motor bensin karena untuk kapasitas mesin yang sama motor diesel harus dibuat dengan konstruksi dan berat yang lebih besar. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik.
  • 5. Page | 3 Gambar 2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, yaitu : 1) Tangki penyimpanan bahan bakar. 2) Penyaring bahan bakar. 3) Tangki penyimpanan bahan bakar sementara. 4) Pengabut (nozel). 5) Mesin diesel. 6) Turbocharger. 7) Penyaring gas pembuangan. 8) Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring). 9) Generator. 10) Trafo. 11) Saluran transmisi. Berikut ini skema dari PLTD secara umum : Gambar 2.2. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Diesel Secara umum, skema di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :
  • 6. Page | 4 1) Untuk melakukan pembakaran optimal pada diesel engine, maka diperlukan oksigen dari udara di sekitar. Disinilah peran air filter yang fungsinya untuk menyaring udara yang masuk ke turbocharger dan engine. 2) Di dalam diesel engine, solar yang dipakai sebagai bahan bakar menghasilkan energi untuk memutar generator yang kemudian menghasilkan listrik yang dihubungkan ke trafo dan gardu listrik. 3) Pada proses PLTD satu hal yang sangat perlu diperhatikan adalah sistem pendingin pada minyak pelumasan mesin (sistem yang sama dipakai pada kendaraan bermotor). Sistem pendingin yang dipakai biasanya adalah sistem heat exchanger dan sistem radiator atau kedua sistem ini digabungkan. 4) Heat exchanger adalah sistem pendingin minyak pelumas, dimana air digunakan sebagai sarana pendingin. Proses heat exchanger ini memiliki konsep yaitu, air pendingin dialirkan terus dari sumber air terdekat seperti danau, sungai ataupun kolam buatan. Air terus dialirkan secara konstan melalui pipa-pipa yang kemudian dihubungkan dengan pipa minyak pelumas. Pada aplikasi tertentu, pipa air pendingin ini akan ‘menyelimuti’ pipa minyak pelumas, sehingga terjadi perpindahan suhu tinggi dari minyak ke suhu rendah (heat exchanging) dari air, yang menyebabkan suhu minyak menjadi berkurang. Sedangkan air yang memiliki suhu yang lebih tinggi akan dialirkan kembali menuju sumber air. Berikut seterusnya sistem ini bekerja. 5) Sedangkan untuk sistem pendingin radiator (aplikasi yang sama pada kendaraan bermotor), minyak pelumas didinginkan dengan menggunakan kipas radiator. Dimana pada sistem ini mengaplikasikan konsep perpindahan suhu melalui radiasi, kipas radiator yang terus berputar akan menghasilkan angin untuk mendinginkan minyak pelumas. 3.2. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel 1) Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke pengabut (nozel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG)
  • 7. Page | 5 maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya. 2) Menggunakan kompresor (turbocharger), udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C. Lalu udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tersebut dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber). Gambar 2.3. Sistem turbocharger 3) Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber). Gambar 2.4. Combustion Chamber
  • 8. Page | 6 4) Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 - 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar. Gambar 2.5. Penyalaan dalam ruang bakar 5) Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi. Gambar 2.6. Siklus 4 langkah mesin diesel 6) Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Pada generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya gerak listrik (GGL). GGL terbentuk berdasarkan hukum faraday. Hukum faraday menyatakan bahwa “Jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang
  • 9. Page | 7 berubah-ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis gaya magnet yang dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik.” 7) Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban. Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan. 8) Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan/dikirim ke beban. Di sisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder). 3.3. Rumus Perhitungan a. Energi Bahan Bakar (Ebb) 𝐸𝑏𝑏 = 𝑚̇ 𝑏𝑏 × 𝑁𝑎 Dimana : 𝑚̇ 𝑏𝑏 = 𝑆𝑔 × 1 1000 × [𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟] [𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑] Keterangan : Ebb = Energi bahan bakar [kW] 𝑚̇ bb = Laju bahan bakar [kg/s] Sg = Kerapatan = 0,863 [kg/l] Na = Nilai kalor bahan bakar = 45.834 [kJ/kg] b. AFR (Air Fuel Ratio) 𝐴𝐹𝑅 = 𝑚̇ 𝑏𝑏 𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 Dimana : 𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 𝐴 × 𝑣 × 𝜌 Keterangan : A = Luas penampang intake manifold [m2] v = Kecepatan udara masuk [m/s]
  • 10. Page | 8 ρ = Massa jenis udara [kg/m3] 𝑚̇ udara = Laju udara [kg/s] c. Daya Output Generator 𝑃1∅ = 𝑉 × 𝐼 × cos 𝜑 𝑃3∅ = √3 × 𝑉 × 𝐼 × cos 𝜑 Keterangan : P = Daya aktif [W] V = Tegangan [V] I = Arus [A] cos 𝜑 = Faktor daya d. Efisiensi Sistem 𝜂 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝐸𝑏𝑏 × 100% Keterangan : Pout = Daya output [kw] Ebb = Energi bahan bakar [kW]
  • 11. Page | 9 BAB III PENGENDALIAN OPERASI DAN PENGUJIAN 3.1. Data Teknik Sebelum mengoperasikan PLTD, perlu mengetahui data teknik berikut ini : a. Spesifikasi Mesin Nomor mesin : 87333903 Model mesin : 4BTA3.9-G2 Pabrik pembuat : Dongfeng Cummins Engine Co.,Ltd. Putaran : 1500 rpm b. Spesifikasi Alternator Tabel 3.1. Spesifikasi Alternator Nomor serial X11L092481 Rangka / Inti UC.I224E1 Kapasitas Dasar 60 kVA / 48 kW Frekuensi 50 Hz Putaran 1500 rpm Tegangan 380 Volt Fasa 3 fasa Kapasitas Dasar Arus 91,2 Ampere Faktor Daya 0,8 Tegangan Eksitasi 36 Volt Arus Eksitasi 1,8 Ampere Temperatur Ambien 40°C Isolasi Kelas H Belitan Stator 311 Rangkaian Stator S Star Berat 311 kg 3.2. Sistem PLTD 3.2.1. Sistem Kelistrikan a. Accumulator
  • 12. Page | 10 Genset ini disuplai oleh sumber listrik dari dua buah accu berkapasitas 12 V yang dipasang secara seri. Accu ini digunakan untuk menyuplai tegangan ke motor starter berkapasitas 24 V ; 3,7 kW. b. Electric Motor Starter Gambar 3.1. Diagram satu garis sistem kelistrikan pada PLTD Motor starter berfungsi untuk merubah energi yang dialirkan dari baterai menjadi energi gerak (tenaga), yang mana energi gerak (tenaga dalam bentuk putaran) ini digunakan untuk memutar poros engkol pertama kali agar mesin dapat menjalankan siklus kerjanya (hidup). Di motor starter ada sebuah gigi pinion, gigi pinion ini bisa maju mundur yang apabila aktif maka gigi pinion akan maju dan berhubungan dengan ring gear pada fly wheel. Fly wheel ini berhubungan langsung dengan poros engkol. Gambar 3.2. Konstruksi electric motor starter
  • 13. Page | 11 Pada fase ini, dorongan pull in coil bukan hanya menggerakan pinion. Namun juga menggerakan pull in coil itu sendiri ke arah hold in coil. Akibat dorongan tersebut, hold in coil juga terdorong ke arah solenoid switch contact. Sampai- sampai arus listrik di terminal 30 motor starter, akan langsung mengalir kedalam motor starter. Di dalam motor starter arus tersebut dialirkan ke field coil untuk membangkitkan medan magnet, dan mengalir ke armature coil melalui brush. Karena ada aliran listrik didalam medan magnet, hasilnya armature akan berputar untuk menggerakan flywheel. Ketika mesin menyala, starter akan stop dengan menghentikan arus dari terminal 50. Sehingga pull in coil lepas dan balik ke posisi semula. Dengan baliknya pull in coil, pinion gear juga akan lepas kaitannya dengan flywheel dan putaran motor juga terhenti karena arus listrik pada solenoid switch contact terputus. Namun pinion gear sebenarnya didesain agar mundur secara otomatis saat putaran flywheel lebih besar dari putaran starter. Fungsi ini ditunjukan untuk memudahkan proses keterkaitan dan pelepasan pinion gear dengan roda gigi flywheel. 3.2.2. Sistem Pembakaran Jumlah bahan bakar yang dibakar di dalam engine berhubungan langsung terhadap jumlah daya dan torsi yang dihasilkan. Secara umum, bertambah banyak bahan bakar yang diterima engine, maka bertambah torsi yang tersedia pada flywheel. Sistem bahan bakar memberikan bahan bakar yang bersih pada saat yang tepat dan pada jumlah yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan daya yang diperlukan. Komponen sistem bahan bakar menyesuaikan jumlah bahan bakar yang diberikan untuk memenuhi kebutuhan daya dengan merubah/mengatur jumlah bahan bakar dan waktu yang tepat untuk diinjeksikan.
  • 14. Page | 12 Gambar 3.3. Sistem Bahan Bakar Pompa dan penyalur bahan bakar terdiri dari: 1) Fuel tank (tangki bahan bakar) Tangki bahan bakar adalah tempat menyimpan bahan bakar. Tangki bahan bakar tersedia dalam bermacam-macam ukuran dan tempat tergantung kebutuhan. 2) Fuel filter (saringan bahan bakar) Fuel transfer pump menghisap bahan bakar dari tangki, melalui primary fuel filter. Primary fuel filter berfungsi menyaring kotoran kasar yang terdapat di dalam bahan bakar. Bahan bakar yang berada di dalam transfer pump dipompakan masuk ke dalam filter kedua. Saringan bahan bakar menyaring kotoran yang sangat halus yang terdapat di dalam bahan bakar yang dapat merusak nozzle atau menyumbat injector. Filter kedua terletak diantara transfer pump dan rumah injection pump. Tidak seperti filter oli, filter bahan bakar tidak mempunyai bypass valve. Apabila filter menjadi buntu, maka aliran bahan bakar berhenti dan engine akan mati. Hal ini untuk melindungi engine dari bahan bakar yang kotor. 3) Fuel transfer pump (pompa bahan bakar) Dari primary fuel filter, bahan bakar mengalir masuk ke fuel transfer pump. Fuel transfer pump menyedot bahan bakar melalui bagian hisap yang bertekanan rendah dari sistem bahan bakar. Fungsi utama dari fuel transfer pump adalah untuk menjaga pasokan yang cukup bahan bakar yang bersih di dalam injection pump. Bahan bakar mulai mengalir ketika start untuk menghidupkan engine. Ketika kunci diputar, maka solenoid digerakkan
  • 15. Page | 13 yang memungkinkan bahan bakar mengalir dari transfer pump ke injection pump. 4) Fuel injection pump (pompa injeksi bahan bakar) Bahan bakar yang telah dikirim oleh fuel transfer pump diinjeksikan ke dalam ruang bakar oleh pompa injeksi dan nozzle dengan cara ditekan oleh plunger yang bergerak ke atas. Pergerakan naik turunnya plunger tersebut diatur oleh camshaft. Camshaft yang terdapat pada pompa injeksi bahan bakar dihubungkan ke timing gear, sehingga penyemprotan bahan bakarnya dapat diatur waktunya. Control rack yang dihubungkan dengan governor berfungsi untuk memutar plunger guna mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan. Gambar 3.4. Potongan pompa injeksi 5) Governor Durasi injeksi bahan bakar ini dikontrol oleh governor dan rack, terus ke segment pada plunger untuk mengatur posisi scroll melalui perputaran plunger di dalam barrel. Jika engine membutuhkan bahan bakar lebih banyak, hanya dapat dilakukan dengan menaikkan durasi injeksi bahan bakar.
  • 16. Page | 14 Gambar 3.5. Governor & Rack Fuel Control Rack adalah suatu batang dengan sejumlah jajaran gigi (straight gear), yang selalu berhubungan (meshes) dengan gigi-gigi segmen (gear segment) di setiap plunger. Hubungan ini akan membuat setiap pergerakkan rack menyebabkan plunger berputar. Gambar 3.6. Fuel Control Rack Perputaran plunger di lubang barrel dengan posisi scroll tetap mempertahankan port dalam keadaan tertutup (menambah bahan bakar), disebut fuel on position (1). Pergerakan rack yang menyebabkan posisi scroll membuat port terbuka sehingga bahan bakar dapat mengalir dari inlet port ke outlet port lalu ke tangki (return line), disebut fuel off position (2). Gambar 3.7. Scroll Position
  • 17. Page | 15 Mechanical governor menggunakan sistem flyweight dan spring untuk menggerakkan control rack. Spring selalu berusaha untuk menggerakkan rack ke arah fuel on, sedangkan flyweight ke arah fuel off. Jika gaya-gaya yang bekerja pada flyweight dan spring seimbang (flyweight force = spring force), kondisi ini disebut balance position dan engine beroperasi pada putaran konstan. Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan (fuel delivery), secara langsung berkaitan dengan putaran engine dan horsepower yang dihasilkan. Penambahan fuel delivery berarti meningkatkan engine output (rpm atau HP). Governor mengatur jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk mengontrol putaran engine (rpm), antara kebutuhan putaran rendah (low idle rpm setting) dan putaran tinggi (high idle rpm setting). Penempatan atau posisi governor biasanya dipasang di belakang fuel injection pump. 6) Timing advance mechanism Setiap perubahan beban dan putaran, bahan bakar yang harus diinjeksiksn juga terjadi dalam derajat waktu yang berbeda untuk tiap-tiap perubahan. Hal ini bertujuan untuk mempertahankan atau memperoleh saat yang tepat, bagi bahan bakar untuk terbakar. Jika putaran engine naik, maka bahan bakar yang akan diinjeksikan atau disemprotkan ke dalam silinder harus lebih cepat. Peristiwa ini dinamakan dengan istilah “timing advance”. Demikian pula sebaliknya, dengan peristiwa yang berlawanan disebut “timing retard”. Timing advance unit dengan penempatan posisi satu poros bersama fuel injection pump camshaft, akan memajukan (advance) atau memundurkan (retard) waktu penyemprotan bahan bakar (fuel injection timing) yang bergantung pada cepat atau lambatnya putaran engine. Waktu penyemprotan bahan bakar (fuel injection timing) dapat dimajukan atau dimundurkan. Advance timing : Bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih cepat. Retard timing : Bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih lambat. 7) Fuel ratio control Fuel system tidak bisa beroperasi sebagaimana mestinya jika tidak ditunjang oleh sistem pemasukan udara (air induction & exhaust system) yang baik. Dimana sistem pemasukan udara adalah hal yang vital, karena bahan bakar tidak akan terbakar sempurna tanpa udara yang cukup.
  • 18. Page | 16 Fuel ratio control adalah suatu alat untuk mengatur perbandingan yang tepat, antara bahan bakar yang akan akan diinjeksikan terhadap jumlah udara yang masuk ke dalam silinder. Fuel ratio control bekerja setelah mendapat tanda dari tekanan udara masuk (boost pressure) di intake manifold, kemudian diteruskan ke governor untuk mencegah injeksi bahan bakar yang berlebihan. Karena itu penerapan fuel ratio control yang dipasang pada governor bermanfaat untuk membuat gas buang lebih bersih, mencegah timbulnya asap hitam yang berlebihan dan pemakaian bahan bakar lebih efisien. 8) High pressure fuel lines Pada sistem bahan bakar yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar, maka pipa baja saluran bahan bakar yang bertekanan tinggi menghubungkan injection pump ke nozzle. Bagian yang bertekanan tinggi dari sistem bahan bakar terdiri dari pipa saluran bakar yang bertekanan tinggi dan nozzle. 9) Low pressure fuel lines Low pressure fuel line terhubung dari fuel filter kedua ke nozzle / injector yang sebelumya dipompa oleh fuel injection pump. Untuk lebih jelasnya lihat gambar 3.3. 10) Nozzle / Injector Injector berfungsi untuk menghantarkan bahan bakar diesel dari injection pump ke dalam silinder pada setiap akhir langkah kompresi dimana torak (piston) mendekati posisi TMA. Injector yang dirancang sedemikian rupa merubah tekanan bahan bakar dari injection pump yang bertekanan tinggi untuk membentuk kabut yang bertekanan antara 60 sampai 200 kg/cm², tekanan ini mengakibatkan peningkatan suhu pembakaran di dalam silinder meningkat menjadi 600°C. Tekanan udara dalam bentuk kabut melaui injector ini hanya berlangsung satu kali pada setiap siklusnya yakni pada setiap akhir langkah kompresi saja sehingga setelah sekali penyemprotan dalam kapasitas tertentu dimana kondisi pengabutan yang sempurna maka injector yang dilengkapi dengan jarum yang berfungsi untuk menutup atau membuka saluran injector sehingga kelebihan bahan bakar yang tidak
  • 19. Page | 17 mengabut akan dialirkan kembali kebagian lain atau ke tangki bahan bakar sebagai kelebihan aliran (overflow). Gambar 3.8. Nozzle 11) Fuel Return Line Jika lebih banyak bahan bakar yang tersedia di dalam rumah injection pump dari pada yang dipakai engine, maka fuel return line akan mengembalikan bahan bakar tersebut ke dalam fuel tank. Fungsi lain dari fuel return line :  Mengembalikan bahan bakar yang berlebih kembali ke tangki bahan bakar.  Membuang udara dari bahan bakar.  Mendinginkan bahan bakar dengan membuat bahan bakar tetap bergerak. Sistem bahan bakar tidak akan bekerja dengan baik tanpa pipa saluran kembali. 3.2.3. Sistem Pendingingan Tujuan utama dari sistem pelumasan adalah untuk mensirkulasikan oli ke seluruh bagian engine. Oli membersihkan, mendinginkan dan melindungi gerakan bagian engine dari keausan. a. Sistem Pendingin Air
  • 20. Page | 18 Gambar 3.9. Sistem pendinginan radiator pada mesin diesel Dalam sistem pendinginan air panas dari proses pembakaran dipindahkan dinding silinder dan ruang bakar melalui lubang air pendingin pada blok dan kepala silinder. Air pendingin yang panas mengalir ke bagian atas engine kemudian ke tangki radiator bagian atas, melalui inti radiator ke tangki radiator bagian bawah. Panas dari air pendingin dipindahkan pendingin udara melalui inti radiator dan air pendingin kembali masuk ke engine pada bagian bawah untuk proses yang akan berulang. Fungsi dari kipas pendingin adalah untuk menjamin aliran udara mengalir melalui inti radiator dan sekitar engine, terutama pada saat kendaraan bekerja tanpa beban atau pada kecepatan rendah. Dua jenis penggerak kipas pendingin yang digunakan pada sistem ini adalah sistem mekanik yang diputarkan engine melalui pulley dan listrik. Fungsi dari selang radiator bagian atas adalah sebagai saluran masuk air pendingin dari engine bagian atas ke tangki radiator bagian atas. Saluran-saluran air pendingin / water jacket adalah rongga antara ruang bakar dengan dinding silinder yang berfungsi mengalirkan air pendingin untuk memindahkan panas yang berlebihan.
  • 21. Page | 19 Gambar 3.10. Saluran air radiator Termostat mengatur katup sistem pendingin di dalam engine bagian atas dengan menutup saluran air pendingin ke radiator pada saat engine bekerja di bawah suhu kerja. Hal ini untuk mempercepat naiknya panas pada engine selama air pendingin dalam water jacket tidak mengalir ke radiator. Pada saat engine mencapai suhu kerja, termostat membuka katup dan ait pendingin yang panas mengalir ke radiator. Pada sistem ini terdapat pompa air yang berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin dari engine ke radiator. Radiator berfungsi untuk mendinginkan air pendingin akibat panas dari proses pembakaran, panas dserap oleh udara yang melewati sirip-sirip pendingin.
  • 22. Page | 20 Gambar 3.11. Radiator Tutup radiator berfungsi untuk mempertahankan tekanan udara pada sistem pendinginan sesuai dengan titik didih air pendingin. Gambar 3.12. Tutup radiator b. Sistem Pendinginan Udara Panas dari engine yang bekerja disalurkan dari silinder dan kepala silinder ke sirip-sirip pendingin. Panas dipindahkan dari sirip pendingin ke udara sekitar. Sirip-sirip pendingin digunakan untuk menambah luas permukaan untuk memberikan kehilangan panas yang baik. Kipas mensirulasikan udara yang lebih dingin melewati sirip pendingin untuk membantu perpindahan panas.
  • 23. Page | 21 Gambar 3.13. Sistem pendinginan udara 3.2.4. Sistem Pelumasan Gambar 3.14. Aliran pelumasan engine Berikut ini adalah komponen-komponen dari sistem pelumasan : 1) Karter atau panci oli, terletak pada bagian bawah engine untuk menyimpan oli yang diperlukan untuk pelumasan engine. 2) Tutup pengisi oli, menyediakan sebuah ruang yang memungkinkan oli dapat dimasukkan ke dalam engine. 3) Tongkat kedalaman, merupakan batang yang dapat dicabut dengan mudah yang digunakan sebagai indikator level oli di dalam engine. 4) Pompa oli, mensirkulasikan oli ke komponen-komponen engine untuk memberikan pelumasan ke bagian-bagian yang bergerak sehingga mencegah kerusakan akbiat gesekan.
  • 24. Page | 22 5) Katup pembebas tekanan oli, memungkinkan tekanan oli yang berlebihan untuk kembali ke panci oli temasuk ketika engine dingin untuk mengurangi kemungkinan kerusakan komponen-komponen sistem pelumasan. 6) Saringan oli, dipasang untuk menghalangi partikel-partikel kotoran terbawa masuk ke engine yang dapat menimbulkan kerusakan. 7) Katup bypass, berfungsi sebagai saluran apabila ada kotoran yang tidak tersaring di saringan oli. 8) Saluran serambi utama dan pipa-pipa, sebagai saluran pelumas menuju engine. 3.2.5. Sistem Pembebanan Dalam pengujiannya, genset ini dibebani oleh beban yang bervariasi. Beban yang disediakan di Laboratorium Teknik Konversi Energi berupa tiga buah resistor bank dengan kapasitas maksimum masing-masing 6 kW. Pengaturan besarnya beban diatur pada switch yang ada pada resistor bank. Beban-beban tersebut dirangkai secara Wye/Star agar arus yang dialirkan tidak terlalu besar. Gambar 3.16. Rangkaian beban star 3.3. Persiapan Pengujian a. Siapkan peralatan yang dibutuhkan seperti : 1) Anemometer 2) Clamp meter/tang ampere 3) Stopwatch 4) Alat tulis 5) Kamera b. Lakukan inspeksi alat pada setiap komponen meliputi :
  • 25. Page | 23 1) Alat ukur, pastikan semua alat ukur berada pada posisi nol dan dalam kondisi baik. 2) Accumulator, pastikan air accu berada pada level setengah penuh atau tidak lebih dari batas atas dan tidak kurang dari batas bawah. Lalu, rangkai accu secara seri dan hubungkan dengan motor starter. Pastikan kabel yang dirangkai pada accu tidak kendor. Jika kendor, maka mesin tidak mau menyala. 3) Bahan bakar, pastikan bahan bakar pada tangki (daily tank) terisi penuh atau cukup untuk satu kali praktikum PLTD. 4) Air radiator, pastikan air radiator berada pada level setengah penuh atau tidak lebih dari batas atas dan tidak kurang dari batas bawah. 5) Oli, pengecekan oli dilakukan dengan mencabut stik oli dan melihat indikator level oli dalam mesin pada stik tersebut. Pastikan oli berada pada level setengah penuh atau tidak lebih dari batas atas (F) dan tidak kurang dari batas bawah (L). 6) Beban/Load Bank, pastikan beban 1, 2, dan 3 sudah dirangkai secara wye/star dan semua MCB yang terhubung dengan beban dalam kondisi open circuit / off. 7) Sebelum pengujian dilakukan, ukur setiap tahanan di setiap switch pada load bank untuk mengetahui nilai arus dan daya secara teoritis pada masing-masing tahanan. c. Buka ventilasi untuk gas buang mesin diesel dengan membuka rolling door. 3.4. Pengujian dan Pengambilan Data a. Hidupkan mesin dengan menekan tombol start berwarna hijau pada panel instrumen mesin. b. Lakukan pemanasan pada mesin ±10 menit atau sampai putaran mesin mencapai angka nominalnya yaitu 1500 rpm. c. Catat parameter yang dibutuhkan seperti : 1) Arus pada setap fasa. 2) Tegangan pada setiap fasa. 3) Putaran mesin. 4) Beban. 5) Waktu. 6) Volume bahan bakar. 7) Laju aliran udara. d. Lakukan pengujian dengan beberapa tahap yaitu : 1) Pengujian konsumsi bahan bakar solar tanpa beban
  • 26. Page | 24 Pengujian dilakukan dengan pengambilan data pada poin c dengan volume bahan bakar yang sama yaitu 20 ml. 2) Pengujian konsumsi bahan bakar solar dengan beban variasi a) Pengujian dilakukan sama seperti pengujian tanpa beban namun dengan mengubah-ubah switch pada load bank. Variasi switch-nya bergantung pada instruksi dari dosen pengampu. b) Ubah posisi saklar MCB generator, beban utama, 1, 2, dan 3 ke posisi ON. c) Atur switch pada load bank sesuai dengan petunjuk instruktur. d) Setiap kali pengubahan variasi beban, biarkan generator bekerja pada beban minimum dengan mengubah semua switch pada load bank ke posisi nol terlebih dahulu. 3.5. Prosedur Mematikan Mesin a. Biarkan mesin bekerja beberapa menit dengan beban minimal. b. Kurangi beban sampai kondisi minimum pada kecepatan ideal. c. Ubah switch MCB beban 1, beban 2, beban 3, dan beban utama ke posisi off. d. Matikan juga swtich MCB pada terminal generator. e. Matikan mesin dengan menekan tombol off berwarna merah pada panel genset.
  • 27. Page | 26 3.6. Data Pengujian a. Persiapan pengujian No. Switch Tahanan [Ohm] Beban 1 Beban 2 Beban 3 Beban 1 Beban 2 Beban 3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 73 70 71 0 0 0 0 0 0 3 4 4 4 0 0 0 0 0 0 36 36 38 0 0 0 0 0 0 4 6 6 6 0 0 0 0 0 0 24 24 29 0 0 0 0 0 0 5 2 2 2 2 2 2 0 0 0 73 70 71 71 49 71 0 0 0 6 4 4 4 2 2 2 0 0 0 36 36 38 71 49 71 0 0 0 7 6 6 6 2 2 2 0 0 0 24 24 29 71 49 71 0 0 0 8 4 4 4 4 4 4 0 0 0 36 36 38 37 38 37 0 0 0 9 4 4 4 6 6 6 0 0 0 36 36 38 26 26 25 0 0 0 10 6 6 6 6 6 6 0 0 0 24 24 29 26 26 25 0 0 0 11 6 6 6 6 6 6 6 6 6 24 24 29 26 26 25
  • 28. Page | 27 b. Pengukuran Arus Tegangan Fasa-Netral [Ampere] [Volt] Beban 1 Beban 2 Beban 3 Beban 1 Beban 2 Beban 3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14,7 12,6 17 386 0 386,3 0 0 0 3 3 3 0 0 0 0 0 0 222,3 222 214,1 385,5 0 383,8 0 0 0 6,1 6,1 6,1 0 0 0 0 0 0 222,1 203 206 385,6 1,9 385,4 0 0 0 9,2 9,2 9,2 0 0 0 0 0 0 222,1 221,7 216 385,5 1,9 383,6 0 0 0 3,1 3,1 3,1 3,3 3,9 3,3 0 0 0 222,7 222 222,9 236,5 191,7 240,2 0 0 0 6 6,1 6,1 3,3 3,5 3,2 0 0 0 222,1 221,6 222,4 236 190,9 236,8 0 0 0 9 9,2 9,2 3,1 3,6 3,3 0 0 0 222 221,6 222,4 238,7 190,5 240 0 0 0 5,9 5,9 5,9 5,9 5,4 5,5 0 0 0 221,9 221,2 221,1 221,9 222,5 222,5 0 0 0 5,9 5,9 5,9 8,3 5,6 8,2 0 0 0 220,4 221,3 222,4 202,5 265,5 202,5 0 0 0 9 9,1 9,2 7,7 8,2 8,4 0 0 0 221,9 220,2 220 220,6 222,6 222,2 0 0 0 9,2 9,2 9,1 9,2 9 9 9,3 9 9 221,7 221,5 221,9 220,6 222,2 221,6 222,1 222,3 222,1
  • 29. Page | 28 c. Perhitungan P S [W] [VA] Beban 1 Beban 2 Beban 3 Total Beban 1 Beban 2 Beban 3 Total L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 534 533 514 0 0 0 0 0 0 1580 667 666 642 0 0 0 0 0 0 1975 1084 991 1005 0 0 0 0 0 0 3080 1355 1238 1257 0 0 0 0 0 0 3850 1635 1632 1590 0 0 0 0 0 0 4856 2043 2040 1987 0 0 0 0 0 0 6070 552 551 553 624 598 634 0 0 0 3512 690 688 691 780 748 793 0 0 0 4390 1066 1081 1085 623 535 606 0 0 0 4997 1333 1352 1357 779 668 758 0 0 0 6246 1598 1631 1637 592 549 634 0 0 0 6640 1998 2039 2046 740 686 792 0 0 0 8301 1047 1044 1044 1047 961 979 0 0 0 6123 1309 1305 1304 1309 1202 1224 0 0 0 7653 1040 1045 1050 1345 1189 1328 0 0 0 6997 1300 1306 1312 1681 1487 1661 0 0 0 8746 1598 1603 1619 1359 1460 1493 0 0 0 9132 1997 2004 2024 1699 1825 1866 0 0 0 11415 1632 1630 1615 1624 1600 1596 1652 1601 1599 14548 2040 2038 2019 2030 2000 1994 2066 2001 1999 18186
  • 30. Page | 29 No. Beban INPUT OUTPUT AFR EffisiensiSOLAR Udara Generator Vbb Waktu Laju bb Sg mbb Na Ebb m udara laju udara n V S Total cosϕ f Daya [kW] [ml] [s] [L/s] [kg/L] [kg/s] [kJ / kg] [Watt] [kg/s] [m/s] [rpm] [Volt] [VA] [Hz] [Watt] [%] 1 0 20 31,37 0,00064 0,863 0,000550 45834 25218 0,0565 12,5 1515 380 0 0,8 50,4 0 0,00974 0 2 2 20 31,25 0,00064 0,863 0,000552 45834 25315 0,0669 14,8 1515 380 1975 0,8 50,5 1580 0,00826 6 3 4 20 23,21 0,00086 0,863 0,000744 45834 34084 0,0691 15,3 1515 380 3850 0,8 50,5 3080 0,01076 9 4 6 20 20,41 0,00098 0,863 0,000846 45834 38760 0,0705 15,6 1515 380 6070 0,8 50,5 4856 0,01200 13 5 4 20 22,89 0,00087 0,863 0,000754 45834 34561 0,0736 16,3 1515 380 4390 0,8 50,5 3512 0,01024 10 6 6 20 20,51 0,00098 0,863 0,000842 45834 38571 0,0768 17,0 1515 380 6246 0,8 50,5 4997 0,01096 13 7 8 20 17,99 0,00111 0,863 0,000959 45834 43974 0,0804 17,8 1515 380 8301 0,8 50,5 6640 0,01193 15 8 8 20 17,72 0,00113 0,863 0,000974 45834 44644 0,0818 18,1 1515 380 7653 0,8 50,5 6123 0,01191 14 9 10 20 18,65 0,00107 0,863 0,000925 45834 42418 0,0836 18,5 1515 380 8746 0,8 50,5 6997 0,01107 16 10 12 20 16,14 0,00124 0,863 0,001069 45834 49015 0,0863 19,1 1515 380 11415 0,8 50,5 9132 0,01239 19 11 16 20 11,58 0,00173 0,863 0,001491 45834 68316 0,0913 20,2 1515 380 18186 0,8 50,5 14548 0,01633 21
  • 31. Page | 30 3.7. Contoh Perhitungan (Nomor 11) a. Energi Bahan Bakar (Ebb) 𝑚̇ 𝑏𝑏 = 0,00173[𝑙/𝑠] × 0,863 [ 𝑘𝑔 𝑙 ] × 1 1.000 × [ 𝑙] [ 𝑠] 𝑚̇ 𝑏𝑏 = 0,001491 [𝑘𝑔/𝑠] 𝐸𝑏𝑏 = 𝑚̇ 𝑏𝑏 × 𝑁𝑎 𝐸𝑏𝑏 = 0,001491 [𝑘𝑔/𝑠] × 45.834[𝑘𝐽/𝑘𝑔] 𝐸𝑏𝑏 = 68.316 [𝑊] b. AFR (Air Fuel Ratio) 𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 𝐴 × 𝑣 × 𝜌 𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 3,14 × 0,0346252 [𝑚2 ] × 20,2[𝑚/𝑠] × 1,2[𝑘𝑔/𝑚3 ] 𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 = 0,0913[𝑘𝑔/𝑠] 𝐴𝐹𝑅 = 𝑚̇ 𝑏𝑏 𝑚̇ 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝐴𝐹𝑅 = 0,001491 [𝑘𝑔/𝑠] 0,0913[𝑘𝑔/𝑠] 𝐴𝐹𝑅 = 0,01633 c. Daya Output Generator Beban 1, L1 𝑃1∅ = 𝑉 × 𝐼 × cos 𝜑 𝑃1∅ = 222[𝑉] × 9,2[𝐴] × 0,8 𝑃1∅ = 1.634[𝑊] Begitupun seterusnya pada setiap beban dan fasa, lalu didapatkan daya total : 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛1 + 𝑃 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛2 + 𝑃𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛3 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 14.548[𝑊] d. Efisiensi Sistem 𝜂 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝐸𝑏𝑏 × 100% 𝜂 = 14.548[𝑊] 68.316 [𝑊] × 100% 𝜂 = 21%
  • 32. Page | 31 BAB IV ANALISIS DATA PENGUJIAN 4.1. Karakteristik Genset a. Perbandingan antara beban dengan arus Dari grafik di atas terlihat bahwa kenaikan beban berbanding lurus seiring dengan kenaikan arusnya. Kenaikan nilai arus disebabkan karena nilai resistansi pada beban semakin mengecil seiring bertambahnya switch pada beban tersebut. Dalam hal ini (percobaan nomor 11) nilai resistansi rata-ratanya adalah 26 ohm dan didapat nilai arus dan tegangannya sebesar 82 Ampere dan 222 Volt. Dari perkalian tegangan, arus, dan cos phi didapatkan daya aktif sebesar 14,5 kW. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0 9 18.3 27.6 19.8 28.2 37.4 34.5 39.8 51.6 82 Beban[W] Arus [A] Grafik Beban terhadap Arus
  • 33. Page | 32 Dari grafik di atas terlihat bahwa kenaikan beban berbanding lurus seiring dengan kenaikan Ebb (energi bahan bakar). Hal ini disebabkan karena ketika beban semakin bertambah, supply udara dan bahan bakar yang masuk bertambah pula sehingga energinya pun menjadi naik. Kenaikan ketiga parameter tersebut diatur oleh governor seperti dijelaskan pada bab 3. Kenaikan ketiga parameter tersebut dimaksudkan agar menjaga putaran mesin tetap konstan sehingga frekuensi gelombang tegangan dan arus yang keluar dari genset juga konstan. Pengkonstanan tersebut dimaksudkan agar ketika genset tersebut terhubung dengan perangkat elektronik secara sinkron sehingga tidak merusak perangkat elektronik tersebut. Dari hasil percobaan nomor 11 didapatkan nilai beban sebesar 14,5 kW dan energi bahan bakar 68,3 kW. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 25218 25315 34084 38760 34561 38571 43974 44644 42418 49015 68316 Beban[W] Ebb [W] Grafik Beban terhadap Ebb
  • 34. Page | 33 BAB V KESIMPULAN 1. Pada praktikum ini, genset tidak dibebani secara maksimum sesuai kapasitasnya sehingga nilai efisiensi yang didapatkan sangat kecil. 2. Genset yang dioperasikan merupakan genset stasioner dimana putaran dari generatornya sebesar 1500 rpm tidak bisa diubah-ubah. 3. Ketika genset dibebani dengan beban yang berbeda, maka energi bahan bakar dan daya keluaran juga berbeda sesuai dengan bebannya. 4. Ketika nilai beban naik, maka energi yang dibutuhkan pun naik. 5. Energi masuk berkaitan dengan laju udara dan bahan bakar yang masuk. Semakin besar energi masuk, maka semakin besar pula energi keluarnya. 6. Perbandingan antara engeri keluar dengan energi masuk disebut efisiensi sistem. 7. Nilai efisiensi terbesar didapatkan sebesar 21% ketika genset dibebani sebesar 14,5 kW. 8. Perbandingan antara udara dan bahan bakar yang masuk ke ruang bakar disebut AFR. 9. Nilai AFR (Air Fuel Ratio) terbesar didapatkan sebesar 0,01633.
  • 35. Page | 34 DAFTAR PUSTAKA https://www.mesinmotor.com/motor-starter/ diakses pada tanggal 21 September 2019 pukul 21.00 WIB http://www.bppp- tegal.com/v1/index.php?option=com_content&view=article&id=228:sistem-pendinginan- motor-diesel&catid=44:artikel&Itemid=85 diakses pada tanggal 21 September 2019 pukul 21.30 WIB http://bmj.co.id/tentang-genset/pembangkit-listrik-tenaga-diesel/ diakses pada tanggal 28 September 2019 pukul 20.00 WIB Anonim. 2002. Student Handout Student Induction Course. Training Center Trakindo Kuala Kencana. Maridjo. Modul Praktikum Mesin Termal. Bandung. Manunggal Puguh, Bambang. 2017. Modul Praktikum Operasi Sistem Energi Pembangkit Listrik Tenaga Diesel Generator Set Dongfeng 45 kVA. Bandung.
  • 36. Page | 35 LAMPIRAN I. P&ID Sistem Pembakaran II. P&ID Sistem Pendinginan
  • 37. Page | 36 III. Sistem Starter IV. P&ID Sistem Pembebanan
  • 38. Page | 37 V. P&ID Sistem Governor Ketika genset berkerja tanpa beban, alternantor akan memberikan dorongan kecil pada sel beban. Sel beban akan mengirimkan sinyal ke control unit untuk mengubahnya menjadi pulsa untuk stepper motor yang pada gilirannya akan mengendalikan fuel rack untuk memasok bahan bakar ke mesin agar berputar pada kecepatan 1500 rpm. Sekarang, ketika beberapa beban diterapkan pada alternator secara tiba-tiba, arus alternator akan memutar seluruh unit alternator sehingga torsinya meningkat. Karena kebutuhan torsi meningkat, kecepatan putaran mesin akan turun, namun akan dikendalikan secara instan oleh sinyal output sel beban ke sistem pengaturan fuel rack. Bila kebutuhan torsi alternator meningkat, akan lebih banyak dorongan pada sel beban. Karena peningkatan dorongan pada sel beban, sinyal akan ditransmisikan ke control unit yang mengubahnya menjadi pulsa untuk stepper motor yang pada gilirannya akan mengatur suplai bahan bakar melalui penyesuaian fuel rack sebelum kecepatan mesin menurun. Hal ini menunjukkan bahwa usaha tersebut telah dibuat untuk menjaga kecepatan agar tetap konstan sebelum kecepatan tersebut turun disebabkan meningkatnya kebutuhan torsi dan kecepatan tidak akan berfluktuasi.
  • 39. Page | 38 Governor mengendalikan posisi fuel rack melalui aksi gabungan dari piston hidrolik dan satu set mechanical flyweight yang digerakkan oleh poros blower mesin. Posisi flyweight ditentukan oleh kecepatan mesin. Ketika kecepatan mesin naik atau turun, flyweight bergerak masuk atau keluar. Gerakan flyweight tersebut akan menggerakkan piston kecil di sistem mechanical governor. Gerakan tersebut akan mengatur fuel rack untuk meningkatkan / menurunkan pasokan bahan bakar ke engine yang pada setiap perubahannya akan mengatur kecepatan engine ke kecepatan nominalnya.