STUDI EKPERIMENTAL PENGARUH BENTUK PELAMPUNG PADA MEKANISME PLTGL METODE

PELAMPUNG TERHADAP ENERGI LISTRIK YANG DIHASILKAN

JEFRY ANANG CAHYADI

2112105046

DOSEN PEMBIMBING: DR. WIWIEK HENDROWATI, ST, MT

Latar Belakang

Perumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh bentuk pelampung terhadap energi listrik yang dihasilkan dengan variasi frekuensi dan amplitudo.

2. Bagaimana karakteristik energi listrik yang dihasilkan mekanisme PLTGL metode pelampung akibat bentuk pelampung terhadap variasi frekuensi dan amplitudo.

Tujuan Penelitian

1. Prototipe mekanisme PLTGL 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.

Metodologi

Penelitan

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

DOKUMENTASI PERCOBAAN

Pengolahan Data

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.