STUDI EKPERIMENTAL PENGARUH BENTUK PELAMPUNG PADA MEKANISME PLTGL METODE
PELAMPUNG TERHADAP ENERGI LISTRIK YANG DIHASILKAN
JEFRY ANANG CAHYADI
2112105046
DOSEN PEMBIMBING: DR. WIWIEK HENDROWATI, ST, MT
Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh bentuk pelampung terhadap energi listrik yang dihasilkan dengan variasi frekuensi dan amplitudo.
2. Bagaimana karakteristik energi listrik yang dihasilkan mekanisme PLTGL metode pelampung akibat bentuk pelampung terhadap variasi frekuensi dan amplitudo.
Tujuan Penelitian
1. Prototipe mekanisme PLTGL metodepelampung dengan skala labolatorium.
2. Bagaimana pengaruh bentuk pelampung terhadap energi listrik yang dihasilkanPLTGL metode pelampung.
3. Karakteristik energi listrik yang di hasilkan PLTGL metode pelampungdengan frekuensi dan amplitudo yang bervariasi.
Batasan Masalah
1. Pengujian dilakukan dalam skala laboratorium.
2. Gelombang air yang digunakan disimulasikan oleh mekanisme pembuat
gelombang.
3. Gelombang yang digunakan dapat diatur serta memiliki
amplitudo dan frekuensi yang konstan.
4. Gerakan putaran poros utama dianggap seragam.
5. Gesekan pada mekanisme diabaikan.
6. Gelombang air yang terjadi hanya ke arah horisontal (merambat).
7. Gerakan pelampung dianggap satu derajat kebebasan (vertikal).
8. Jumlah mekanisme yang digunakan sebanyak 2 buah.
9. Mekanisme dianggap kuat, tidak mengalami deformasi.
PENELITIAN TERDAHULU
Masjono, 2012
Pengujiannya menggunakan tinggi gelombang yang bervariasi dan panjanggelomang tetap. Tinggi gelombang bervariasi dari 0 sampai 1 meter dan periodeT = 2 detik.
Hasil yang didapat dari simulasi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa variasitinggi gelombang sangat menentukan jumlah energi yang dapat dihasilkan olehkonverter gelombang laut.
Ni Made Wulan P.S, 2012
Variasi panjang lengan pendulum yaitu 15 cm, 18 cm dan 21 cm. Variasiputaran motor yaitu 6 rpm, 10 rpm dan 20 rpm. Variasi jari-jari crank yaitu2 cm, 4 cm dan 6 cm.
Hasil yang didapat dari percobaan tersebut menunjukkan bahwa semakinbesarnya panjang lengan pendulum, putaran motor dan jari - jari crank maka jumlah energi yang dapat dihasilkan semakin besar.
PENELITIAN TERDAHULU
Achmad Kurniawan, 2014
Tekanan udara yang keluar dari tanki pressure vessel divariasikan sebanyak 5 kali dengan tekanan keluar masing-masing saat percobaan 1 bar sampai 4.5 bar.
Hasil yang didapat dari percobaan semakin tinggi tekanan yang menekan sudu turbin angin maka semakin tinggi pula putaran yang dihasilkan oleh turbin angina dan generator. Karena puli turbin angin dengan puli generator terhubung melalui belt. Sehingga tekanan berbanding lurus dengan putaran.
PENELITIAN TERDAHULU
ENERGI OMBAK
𝑃wave =𝜌. 𝑔2. 𝐻². 𝑇
32𝜇
Pwave : daya ombak (watt)
𝐹wave : gaya ombak (N)
𝜆 : panjang ombak
ρ : massa jenis air tawar (1000 kg/m³)
g : percepatan gravitasi (9,8 m/s²)
H : tinggi gelombang (m)T : periode gelombang
𝜆 =𝑔 × 𝑇2
2𝜋
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑂𝑚𝑏𝑎𝑘 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑂𝑚𝑏𝑎𝑘
𝐹wave =Pwave 𝑇
𝜆
Gaya 𝑂𝑚𝑏𝑎𝑘
BENDA APUNG SAAT TERKENA GAYA OMBAK
𝐹𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 = 𝐹 = 𝐹𝑤𝑎𝑣𝑒 + 𝐹𝑏𝑜𝑢𝑦𝑎𝑛𝑐𝑦 − 𝐹𝑔𝑟𝑎𝑣𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠𝑖
𝐹𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 =𝑃 𝑤𝑎𝑣𝑒 𝑇
𝜆+ ( 𝜌. 𝑔. 𝑉tercelup) − (𝑚. 𝑔)
Gerak naik turun dari gelombang akan menyebabkan pelampungbergerak naik turun.
Keterangan
1. Generator dan gearbox2. Lengan mekanisme3. Penyangga
4.Poros5.One way bearing6.Bearing
Mekanisme PLTGL Metode Pelampung
Pengambilan Data Atur ketinggian strok(5cm, 6,25cm, 7,5cm)
Atur frekuensiinverter
(9,12,15)
Tekan Tombol saatmekanisme telah terkena
2-4 gelombang
Ulangi percobaandengan pelampung
yang berbeda
Pasang mekanisme padakolam pembuat
gelombang
Nilai RMS Voltase Bangkitan
Tinggi Gelombang FrekuensiV Rms ( V )
Bulat Oval Tabung
A1 ( 5 cm )
f1 ( 9 ) 0.4654 0.2748 0.3022
f2 ( 12 ) 0.4734 0.3085 0.3187
f3 ( 15 ) 0.5241 0.3185 0.4821
A2 ( 6.25 cm )
f1 ( 9 ) 0.5132 0.4381 0.4447
f2 ( 12 ) 0.5207 0.4586 0.4912
f3 ( 15 ) 0.5427 0.4621 0.4943
A3 ( 7.5 )
f1 ( 9 ) 0.5153 0.4526 0.4767
f2 ( 12 ) 0.5267 0.5052 0.5309
f3 ( 15 ) 0.5937 0.5188 0.5824
Data Hasil Ekperimen
Pengaruh Frekuensi dan Amplitudo Stroke Terhadap Energi Listrik
0.4
65
4
0.4
73
5
0.5
24
2
0.5
13
3
0.5
20
7
0.5
42
7
0.5
15
4
0.5
26
7
0.5
93
8
0.45
0.47
0.49
0.51
0.53
0.55
0.57
0.59
F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 )
A1 ( 5 CM ) A2 ( 6.25 CM ) A3 ( 7.5 )
Teg
an
gan
RM
S (
V )
Pelampung Bulat
Data Hasil Ekperimen
Pengaruh Frekuensi dan Amplitudo Stroke Terhadap Energi Listrik
0.2
74
9
0.3
08
5
0.3
18
6
0.4
38
2
0.4
58
6
0.4
62
1
0.4
52
7
0.5
05
2
0.5
18
9
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 )
A1 ( 5 CM ) A2 ( 6.25 CM ) A3 ( 7.5 )
Teg
an
gan
RM
S (
V )
Pelampung Oval
Data Hasil Ekperimen
Pengaruh Frekuensi dan Amplitudo Stroke Terhadap Energi Listrik
0.3
02
3
0.3
18
7
0.4
82
2
0.4
44
7 0.4
91
3
0.4
94
3
0.4
76
7
0.5
30
9 0.5
82
4
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 ) F1 ( 9 ) F2 ( 12 ) F3 ( 15 )
A1 ( 5 CM ) A2 ( 6.25 CM ) A3 ( 7.5 )
Teg
an
gan
RM
S (
V )
Pelampung Tabung
Data Hasil Ekperimen
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
f1 ( 9 ) f2 ( 12 ) f3 ( 15 ) f1 ( 9 ) f2 ( 12 ) f3 ( 15 ) f1 ( 9 ) f2 ( 12 ) f3 ( 15 )
A1 ( 5 cm ) A2 ( 6.25 cm ) A3 ( 7.5 )
Teg
an
gan
RM
S (
V )
Perbandingan Tegangan RMS yang dihasilkan
v rms ( V ) bulat v rms ( V ) oval v rms ( V ) tabung
Daya Bangkitan
Tinggi
GelombangFrekuensi
Daya Percobaan ( Watt )Daya
Ombak
Bulat Oval Tabung ( Watt )
A1 ( 5 cm )
f1 ( 9 ) 0.10832 0.03778 0.04569 0.13291
f2 ( 12 ) 0.11209 0.04759 0.05078 0.26034
f3 ( 15 ) 0.13736 0.05074 0.11625 1.26652
A2 ( 6.25 cm
)
f1 ( 9 ) 0.13173 0.09600 0.09888 0.34610
f2 ( 12 ) 0.13558 0.10517 0.12068 1.89648
f3 ( 15 ) 0.14727 0.10678 0.12217 6.03538
A3 ( 7.5 )
f1 ( 9 ) 0.13280 0.10246 0.11362 0.43330
f2 ( 12 ) 0.13870 0.12761 0.14093 3.74399
f3 ( 15 ) 0.17626 0.13460 0.16961 10.9457
Data Hasil Ekperimen
Effisiensi mekanisme
Tinggi Strok FrekuensiEffi %
Bulat Oval Tabung
A1 ( 5 cm )
f1 ( 9 ) 81.49 28.42 34.37
f2 ( 12 ) 43.05 18.28 19.50
f3 ( 15 ) 10.84 4.00 9.17
A2 ( 6.25 cm )
f1 ( 9 ) 38.06 27.73 28.57
f2 ( 12 ) 7.14 5.54 6.36
f3 ( 15 ) 2.44 1.76 2.02
A3 ( 7.5 )
f1 ( 9 ) 30.64 23.64 26.22
f2 ( 12 ) 3.70 3.40 3.76
f3 ( 15 ) 1.61 1.22 1.54
Kesimpulan
1. Semakin besar frekuensi inverter akan menyebabkan frekuensi gelombang ikut
meningkat sehingga energi bangkitan yang dihasilkan akan semakin besar.
2. Semakin besar amplitudo stroke maka tinggi gelombng yang dihasilakn akan semakin
tinggi dan menyebabkan energi bangkitan semakin besar.
3. Bentuk pelampung mempengaruhi energi bangkitan yang dihasilkan oleh PLTGL
metode pelampung, bentuk pelampung bola memiliki nilai energi bangkitan yang
paling besar dan sesuai untuk tipe gelombang yang meiliki frekuensi kecil dan
amplitudo kecil sampai frekuensi besar dan amplitudo besar.
4. Pelampung bola memiliki nilai efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan
pelampung oval dan pelampung tabung dengan nilai yang paling besar 81,49 % dengan
daya bangkitan 0,10832 W.
5. Energi bangkitan terbesar memiliki nilai 0,17626 W dengan efisiensi 1,61%. Terjadi
pada saat amplitudo stroke 7,5 cm dan frekuensi inverter 15 dengan menggunakan
bentuk pelampung bola.