Generator Listrik Untuk Sistem PLTB/Mikrohidro

(Kadek Fendy Sutrisna, 22 Juli 2008)

Akhir-akhir ini di Indonesia, lagi booming tentang pembangunan pembangkit listrik energi terbarukan untuk memenuhi ketersediaan listrik di daerah yang belum terkoneksi dengan jala-jala listrik. Pemanfaatkan potensi energi terbarukan, seperti angin dan air yang dimiliki suatu daerah menjadi salah satu pilihan yang paling sering di aplikasikan.

Permasalahan pertama yang timbul dari pembangunan pembangkit listrik ini adalah penentuan generator yang akan digunakan. Generator serempak (synchronous generator), generator tak-serempak(asynchronous generator), rotor sangkar maupun rotor belitan ataupun generator magnet permanen yang juga sedang berkembang sebagai solusi untuk pembangkitan listrik pada putaran turbin yang rendah tanpa harus menggunakan gear box.

Penggunaan generator serempak memudahkan kita untuk mengatur tegangan dan frekuensi keluaran generator dengan cara mengatur2 arus medan dari generator. Sayangnya penggunaan generator serempak jarang di-aplikasikan karena biayanya yang mahal, membutuhkan arus penguat dan membutuhkan sistem kontrol yang rumit.

Generator tak-serempak sering digunakan untuk sistem turbin angin dan sistem mikrohidro, baik untuk sistem fixed-speed maupun sistem variable speed.

Keuntungan dari sistem fixed-speed menggunakan generator tak-serempak adalah murah, sistemnya sederhana dan kokoh (robast). Sistem ini beroperasi pada kecepatan yang konstan, sehingga turbin hanya memperoleh daya maksimum pada satu nilai kecepatan angin. Sistem ini cocok untuk diterapkan pada mikrohidro yang kecepatan aliran airnya bisa diatur secara mekanik. Kelemahan dari sistem ini adalah generator memerlukan daya reaktif untuk bisa menghasilkan listrik sehingga harus dipasang kapasitor bank atau dihubungkan dengan grid. Sistem ini rentan terhadap pulsating power menuju grid dan rentan terhadap perubahan mekanis secara tiba-tiba.

ยง

Ada beberapa macam sistem varibel speed yang umum digunakan.

Pada sistem variable speed pertama, menggunakan generator induksi rotor belitan. Karakteristik kerja generator induksi diatur dengan mengubah-ubah nilai resistansi rotor, sehingga torsi maksimum selalu didapatkan pada kecepatan putar turbin berapa pun. Sistem ini lebih aman terhadap perubahan beban mekanis secara tiba-tiba, terjadi reduksi pulsating power menuju grid dan memungkinkan memperoleh daya maksimum pada beberapa kecepatan angin yang berbeda. Sayangnya jangkauan kecepatan yang bisa dikendalikan masih terbatas.

Pada sistem variable speed yang kedua menggunakan rangkaian elektronika daya untuk mengatur nilai resistansi rotor. Sistem ini memungkinkan memperbaiki jangkauan kecepatan yang bisa dikendalikan sistem pertama.

Rangkaian elektronika daya yang digunakan adalah penyearah (rectifier) dan konverter dc-ac (inverter). Dengan rangkaian ini memungkinkan untuk mengatur daya reaktif yang diperlukan generator agar menghasilkan torka maksimum pada kecepatan angin yang berubah-ubah.

. . . . . . Untuk Pendidikan yang Lebih Baik . . .

About these ads

About konversi

This blog is a blog made by the students of the Laboratory Of Electric Energy Conversion, ITB. This blog shall be the place for us to write our researches and projects. Feel free to read any of the contents of this.
This entry was posted in Microhidro, Wind Energy. Bookmark the permalink.

48 Responses to Generator Listrik Untuk Sistem PLTB/Mikrohidro

  1. tonytaufik says:

    Salam.
    Menarik sekali pembahasannya.
    Kalau boleh sekadar saran, apa saja yg sudah diteliti jangan hanya berupa tulisan atau sekedar gambar saja. Bagaimana mau menarik minat masyarakat untuk berkarya kalau para “tukang insinyur” menyimpan hasil karyanya untuk kalangan sendiri (baca:sesama tukang insinyur)? Mbok ya kasih sedikiiiiit saja pengetahuan praktis cara pembuatannya, baik berupa tulisan maupun gambar. Kenapa saya katakan demikian? Karena saya bukan tukang insinyur. He he.
    Kalau tokh mengeluarkan biaya untuk penelitian2nya, bisa saja dibuat dengan sistem modul/rakitan/kit. Misalnya PLTBayu: kincir sendiri, stator sendiri, rotor sendiri, kontrol sendiri, dst, sehingga bila ada yang ingin membuat (tanpa susah payah) bisa membeli satu-satu tergantung keuangannya. Bagi lagi menurut wattnya, misalnya, sehingga tersedia banyak pilihan.
    Jangan dikira tidak banyak yang berminat lho, asal sesuai harganya (baca: murah/terjangkau/praktis/tahan lama).
    Tunggu apalagi?
    Salam suksws selalu.

  2. P. A. Dahono says:

    Kalau ITB mengerjakan dari penelitian sampai fabrikasi, tugasnya industri apa?
    Biasanya ITB hanya membuat sampai tahap prototype, habis itu terserah industrinya mau diapain.
    Nggak tahu ya kalau nanti pimpinan ITB berminat buka pabrik sendiri.

    Salam

  3. faisal kholili says:

    pak mau naya di analisa karakteristik motor induksi 3 fasa

  4. faisal kholili says:

    pa mau naya apakah pada karakteristik pembebanan motor induksi 3 fasa sebagai generator kalo tidak di pasang kapasitor bagaimana jadinya.
    terimakasih

  5. P. A. Dahono says:

    Untuk bisa bekerja sebagai generator, mesin induksi memerlukan sumber daya reaktif. Kalau tanpa kapasitor, berarti harus bekerja secara paralel dengan jala-jala sebagai sumber daya reaktif.

  6. frista says:

    pa,kenapa ya rotor sangkar lebih banyak digunakan?apa kelebihannya? dan apa maksudnya ada motor induksi dan motor asinkron?bukannya itu hanya kata lainnya saja ya pak???
    terima kasih ya pak…

  7. P. A. Dahono says:

    Rotor sangkar tidak memerlukan slip-ring maupun sikat. Kalau rotor belitan memerlukan tiga slip-ring dan 3 sikat.
    Rotor sangkar tidak memerlukan belitan, hanya batang=batang konduktor, yang tidak perlu berisolasi, dan hanya dihubungsingkat ujung-ujungnya.
    Bahkan motor induksi bisa saja hanya menggunakan rotor yang terbuat dari besi pejal (solid rotor).
    Akibatnya, rotor sangkar sangat robust dan bisa dipakai untuk kecepatan sangat tinggi.
    Motor induksi dan asinkron sama saja. Disebut induksi karena arus rotor muncul akibat induksi dari medan magnet putar. Disebut asinkron karena rotornya berputar pada kecepatan yang tidak sinkron (asinkron) dengan kecepatan putar medan magnetnya.

  8. Hengky says:

    Kpd P.A.Dahono

    Pak saya punya ide nih ttg turbine angin tp diaplikasikan di tmpt lain. Ide nya yaitu memasang generator listrik/dinamo (yang biasa nya dipakai untuk turbin angin), di bagian luar velg ban mobil, jadi baling2nya nempel pada velg ban. Dengan tenaga rotasi ban mobil yang stabil dan cenderung besar diharapkan dapat menghasilkan listrik. Listrik yang dihasilkan kemudian disimpan di dalam aki, kmdan dipakai di perumahan.

    Saya berpikir ide ini bisa berjalan karena setelah saya baca2 untuk menghasilkan listrik dengan output 1000watt hanya dibutuhkan kecepatan angin 20 km/jam, jadi untuk urusan kecepatan angin bisa digantikan dengan rotasi ban mobil. Penelitian diharapkan dapat membantu rakyat2 kecil yang kerjanya sebagai angkot angkutan umum, alasannya adalah agar dapat mengurangi biaya listrik yang di tanggung oleh mereka, kedua alat ini lebih efisien jika dipakai oleh mobil yang jarak tempuh yang tinggi sehingga listrik yang dihasilkan banyak.
    Apakah ide tersebut memungkinkan?? kira2 dana yang dibutuhkan berapa ya??

    kalo idenya terkesan konyol karena sebenarnya saya kuliah bukan jurusan elektro, tp jurusan kimia.. GBU..

  9. P. A. Dahono says:

    Kita mesti ingat hukum kekekalan energi. Karena sumber energi adalah putaran ban, maka asalnya dari bensin mobilnya juga. Jadi mobil bakalan lebih boros. Dari pada begitu, kenapa bensinnya nggak dipake untuk muter genset, pasti lebih efisien.

  10. Fitria says:

    Kpd Pak PA Dahono dan teman2 ITB,
    Sehubungan tema turbin angin tsb, apakah tidak berat untuk memutar turbin yang dikopel dengan generatornya (apalagi tanpa gear) pada saat awal mulai generator berputar, terutama saat kecepatan angin sangat rendah. Adakah konversinya berapa torsi yang dibutuhkan (Nm) supaya turbin dapat berputar dengan wind speed paling rendah 2 mps, misalnya? Cara sederhana untuk mengukurnya apakah sama dengan pengukuran torsi pada motor induksi (torsi kerja/nominal)? Mohon komentarnya.

  11. P. A. Dahono says:

    Inersia sistem lebih ditentukan oleh inersia turbin dibanding inersia generator sehingga kecepatan angin minimum lebih ditentukan oleh disain turbinnya. Untuk menghasilkan momen yang besar kita bisa menggunakan beberapa cara, diantaranya adalah menggunakan sistem multiblade. Tetapi ini membuat sistemnya jadi mahal. Atau menggunakan turbin yang memanfaatkan gaya drag bukan lift. Tetapi ini hanya cocok untuk very low speed. Padahal angin kita sangat bervariasi, rata-rata memang rendah tetapi kadang sangat tinggi (walaupun hanya sebentar).
    Cara mengukur torque sama seperti pengukuran torque motor listrik, walaupun alat ukurnya sedikit berbeda.

  12. Raja says:

    Kpd Pak PA Dahono, cs

    Mohon informasinya pak, kenapa PLTB menggunakan Generator Ac bukan DC?.
    Kemudian dari segi Rp/ Kwh mana yang lebih ekonomis PLTB atau PLTS?

    Terimaksih

  13. Raja says:

    Kpd Pak PA Dahono, cs

    Seandainya kecepatan angin sngat tinggi melebihi kecepatan nominal generator, apa sebaiknya yang di lakukukan,apakah dengan memutus beban atau ada pengaturan lain untuk hal itu sehingga tidak merusak generatornya.
    Terimakasih

  14. Nainggolan says:

    Kpd Pak PA Dahono, cs

    Mohon informasinya pak, kenapa PLTB menggunakan Generator Ac bukan DC?.
    Kemudian dari segi Rp/ Kwh mana yang lebih ekonomis PLTB atau PLTS?
    Seandainya kecepatan angin sngat tinggi melebihi kecepatan nominal generator, apa sebaiknya yang di lakukukan,apakah dengan memutus beban atau ada pengaturan lain untuk hal itu sehingga tidak merusak generatornya.
    Terimakasih

  15. Fitria says:

    “Alat ukurnya sedikit berbeda”. Koq bisa? kan sama-sama besaran torsi yang diukur? Sensornya yang berbeda atau dimananya? Apakah karena ini adalah turbin angin+generator yang terkopel sehingga berbeda dengan motor? mohon pencerahan.

    Salam.

  16. P. A. Dahono says:

    Kalau porosnya kecil torsi bisa diukur pake strain-gauge kalau besar ya harus pake dinamometer. Selain itu speednya turbin rendah jadi tidak bisa memakai alat ukur torsi yang dipake motor. Alatnya jadi nggak akan akurat.

  17. Fitria says:

    antara turbin angin dan generator, sensornya dipasang dimana Pak? Sehubungan yg akan diukur torsi awal saat generator dan turbin akan mulai berputar (stall), apa ada akuisisi tertentu yang harus dilakukan supaya hasil akurat dalam sekian milidetik?

  18. P. A. Dahono says:

    strain gaude dipasang antara turbin dan generator. Banyak strain gauge bisa langsung terhubung ke osiloskop. dari situ tinggal dikalibrasi.

  19. yusup says:

    maap pak saya mau tanya nih, kalo perbedaanya generator sinkron dengan genarator induksi apa? terus contohnya seperti apa yah?
    terimaksih.

  20. hilman says:

    hebat . . .
    pa, mungkin gak membuat turbin berbahan dasar kayu???
    misalnya bambu gt . . .
    terima kasih

    • angin165 says:

      mas hilman,
      ya mungkin saja, turbin itu benda/mesin berputar yang mengekstrak energi dari aliran fluida (bisa air, udara).
      tetapi mungkin hanya untuk aplikasi yg kecil-kecil saja, soalnya kekuatan fisik bambu tidak terlalu besar (dibanding, besi misalnya)

  21. Joko says:

    Salam hangat Pak Pekik,
    Saya dulu mahasiswa bapak sekarang saya bekerja di salah satu pembangkit PLTU di Indonesia. Saya ingin bertanya, hal yang menjadi kendala dalam pembuatan PLTB di Indonesia adalah masalah kecepatan dan kontinuitas angin. Apakah sekarang sudah ada turbin angin yang didesain untuk dapat berputar pada putaran rendah?
    Selain itu dikatakan juga bahwa investasi yang diperlukan relatif mahal, komponen apakah yang menyebabkan mahalnya biaya investasi pembangunan PLTB. Kalau saya lihat secara general, konstruksinya cukup sederhana, sangat jauh dibandingkan dengan PLTU, PLTG dan pembangkit-pembangkit lain. Bahkan secara operasional jelas jauh lebih murah dikarenakan resource-nya priceless. Terima kasih.
    Wassallam

    • pekik says:

      Turbin, generator, dan menara biasanya dirancang untuk kecepatan angin 12,5 m/s. Jika ternyata kecepatan rata-ratanya cuma 5 m/s maka daya yang didapat cuma (8/125) dari ratingnya sehingga kurang ekonomis. Kalau rancangan rating kecepatan diturunkan, PLTB bisa rusak saat kecepatan anginnya tinggi.

  22. Ajay su Andy says:

    mo nanya, saya punya baling2 yang mau aku pake untuk mengukur kecepatan angin, kemudian baling2 itu saya hubungkan dengan tacho meter, Pertanyaan nya gimana konversi dari putaran ke kecepatan angin

    • pekik says:

      sebenarnya bisa dihitung karena ada rumusnya. Sayangnya terlalu banyak asumsi dan susah dipraktekkan. Paling simple ya dikalibrasi.

  23. kenapa rotor sangkar bisa jadi generator ??

  24. saya mengalami kejadian pernah di unit haul truck di tambang kpc ada wheell motor tiba2 karakteristik motor 3 fasa rotor sangkar berubah menjadi generator apa akibatnya mohon penjelasannya karna penting bagi anak kuliah yang kerja di tambang batu bara untuk memahami elktrik haul truck

  25. yoyok says:

    bagaimana cara merubah motor ac 3 fase rotor sangkar menjadi generator ac dalam waktu yang singkat ,kadang kembali lagi menjadi motor dalam waktu yg singkat juga mohon petunjuknya dan buku yg bisa saya jadikan referensi. kepada bapak p.A.Dahono

  26. teddy says:

    Yth Pak Dahono, dari ide menghasilkan listrik dari angin dgn alat yg ditempet di velg mobil, anda mengatakan berlaku hukum kekekalan energi dimana konsumsi bbm akan lbh besar dgn tambahan alat tsb.
    bagaimana dgn berita belum lama ini ada yg menghasilkan tenaga listrik dari air kolam, yg mana listrik output nya lbh besar dari inputnya , artinya dgn menggunakan listrik yg lbh sedikit (untuk starter turbin) akan menghasilkan listrik yg lbh besar..apakah ini tdk valid,?krn sempat diliput koran dan tv nasional
    maklum saya bukan insinyur jadi gak ngerti.
    kalau benar bisa ini berita bagus, bisa membantu pln mengurangi subsidi listrik

    tks
    teddy

    • kadek says:

      Hwahhhh berita tentang apa yaa?
      Semoga bukan berita yang aneh2 seperti dulu lagi..
      ^_^

      Pak saya punya ide, gmana kalo getaran, energi panas di mesin dan noise2 energi lainnya yang timbul pada saat mengendarai mobil diredam dan energinya dirubah menjadi listrik?

  27. dahono says:

    Mas, nggak perlu pake mikir. Kalau energi output bisa lebih besar dari energi input, pasti bohong.
    kalau koran atau tv memang sukanya berita yang sensasional, mereka ga peduli bener atau salah

  28. raja siregar says:

    Dimanakah saya bisa membeli generator DC magnet permanen tidak sinkron?
    Apakah generator set yang dijual di pasaran dengan output tertulis 220 VAC-12VDC adalah generator AC sekaligus DC, ataukah hanya salah satu jenis saja (AC atau DC saja) yang kemudian dilengkapi dengan inverter?. Mohon informasinya. terima kasih

  29. Agus says:

    Boss jangan hanya cerita teori, saya seorang praktisi, cara bikin generator dengan magnet permanen, atau dengan cara mengubah motor listrik yang ada menjadi generator, mbok saya dikasih tau caranya, atau dibuatkan contohnya biar saya beli berapa harganya.

  30. dahono says:

    Pada dasarnya, semua motor listrik bisa dipake sebagai generator. Tinggal inputnya yang mana?

  31. Nugroho-7211 says:

    Pak Pekik,
    Saya ada sedikit pertanyaan,
    1. Kalau kita membuat mikro hidro generator asinkron yang paralel dengan grid, apa tidak rugi karena daya dari generator bisa lari ke grid PLN? Daya yang masuk grid ini bisa dijual ke PLN?
    Jika dipasang reverse power flow breaker, grid mikro hidro akan terputus dari grid PLN, sama seperti penggunaan power electronics dan capacitor bank. Dalam keadaan ini, bisakah generator asinkron mempertahankan kestabilan suplai daya dan frekuensi AC dengan perubahan beban, seandainya suplai air untuk turbin stabil?
    2. Motor induksi jenis apa yang cocok untuk mikro hidro skala kecil (9kW)?

  32. dahono says:

    Tujuan dari grid connected memang dijual ke PLN.
    Control tegangan dan frekuensi bisa kalau kita pake converter
    Pake induksi 3-fasa juga bagus

  33. Bunga says:

    Pak dahono dkk, di lingkungan sy ada air terjun deras dan sungai. Sy mau bikin pltmh utk 100 kk, dengan kapasitas 1.200watts/kk, tp modal mepet, kurang dari 12jt. Jadi, sy ingin merakit dinamo sendiri dgn output 90kw, AC, 220v. Di mana sy bs dpt tutorialx?

  34. Miko says:

    Pak dahono, saya mau tanya, tapi topik nya agak berbeda yaitu tentang genset.
    1. Di tempat kerja, saya punya genset 60 kVA merk Cummins Stanford thn 2010, genset tsb sering rusak pada sistem kontrol nya yaitu Relay start nya sering lengket, kira2 penyebab lengket tsb apa dan gimana mengatasinya? mohon bantuannya pak
    2. Genset nya tidak bisa starting, indicator kontrol nya menunjukkan LOW BATTERY padahal Accu dalam kondisi baik, bagaimana cara mengatasinya pak? dan klu ada wiring diagram panel control genset mohon di share juga pak..

    Wassalam

    Miko

  35. dahono2008 says:

    Ya ganti relay yang kwalitasnya bagus. Kemungkinan besar adalah charger tidak bekerja dengan baik sehingga low battery

  36. Riza says:

    pak, saya mau tanya, PLTB menggunakan generator AC atau DC?
    saya dengar2 katanya menggunakan generator AC? kenapa begitu? bukankah hasil dari PLTB itu disimpan ke dalam aki?

    terima kasih

  37. dahono says:

    Iya pake generator AC yang kemudian disearahkan. Ini jauh lebih efisien dibanding pake generator DC karena generator DC menggunakan komutator dan sikat yang perlu banyak pemeliharaan

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s