analisa proses charging akumulator pada prototipe turbin angin

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 1

ANALISA PROSES CHARGING AKUMULATORPADA PROTOTIPE TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL

DI PANTAI PURUS PADANG

Melda Latif*, Refdinal Nazir*, Hamdi Reza*** Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Unand Padang** Alumni Mahasiswa S1 Teknik Elektro Unand

Email:[email protected]

ABSTRAK

Tenaga listrik merupakan kebutuhan vital untuk pembangunan ekonomi dan pembangunan sosial.Hampir semua aktifitas sehari-hari dan perindustrian tidak lepas dari penggunaan tenaga listrik. Akantetapi tidak semua daerah bisa menikmati energi listrik karena keterbatasan jangkauan sumber energilistrik oleh Pembangkit Listrik Negara (PLN). Karena tidak semua daerah menerima pasokan listrik PLN,maka kita bisa mendapatkan energi listrik dari energi angin yang merupakan energi terbarukan dan ramahlingkungan. Energi listrik yang berasal dari turbin angin sumbu horizontal disimpan di akumulator(baterai). Akumulator merupakan sumber energi listrik portable yang bisa digunakan dimana saja dankapan saja. Energi listrik pada akumulator juga bisa habis jika digunakan terus menerus dan bisa diisi(charging) kembali dengan input listrik DC yang berasal dari sistem konversi energi angin. Output dariturbin angin sumbu horizontal ini adalah tegangan AC 3 fasa. Dalam penelitian ini digunakantransformator, rectifier, dan dioda sebelum diteruskan ke akumulator. Turbin angin sumbu horizontaldipasang di daerah pantai Purus Padang. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa alat dan rangkaian yangdirancang bisa melakukan proses charging dengan kecepatan angin minimum yang diperlukan untukmenghasilkan tegangan output 12 Volt DC adalah 4,5 m/s atau dengan kecepatan putar generator turbinangin sebesar 450 rpm.

Kata kunci: energi terbarukan, angin, turbin angin sumbu horizontal, akumulator, transformator,rectifier, dioda

I. PENDAHULUAN

Pemanfaatan energi angin sebagaisumber energi listrik alternatif sudah mulaidilakukan beberapa negara. Energi angin untukmenghasilkan listrik, sangatlah bergantung padakecepatan angin. Pada umumnya kecepatanangin di Kota Padang berkisar dari 0 sampaidengan 7,5 m/s. Kecepatn angin di atas 3 m/sdapat dimanfaatkan sebagai sumber energilistrik[1].

Biasanya potensi angin banyakdidapatkan di celah antara gunung, dataranterbuka dan pesisir pantai. Penelitian inidilakukan di daerah pantai Purus Padang.Dengan menggunakan prototipe turbin anginsumbu horizontal tipe propeller, energi gerakdari turbin diubah menjadi energi listrik melaluigenerator sinkron magnet permanen. Generatorsinkron magnet permanen menghasilkantegangan bolak-balik(AC) dan kemudian

disearahkan sebelum disimpan di akumulator(aki).

Akumulator atau aki adalah sumbertegangan listrik DC yang bersifat portable danbisa dipakai dimana saja dan kapan saja tanpaharus berada di daerah atau tempat yangmendapatkan pasokan energi listrik. Pemakaianaki juga bisa habis. Aki mempunyai bataspemakaian dan tidak akan bisa dipakai lagi jikaenerginya sudah habis (dicharging).

Aki yang telah habis bisa dipergunakanlagi setelah aki tersebut diisi ulang (charging)dengan cara memberikan tegangan denganpotensial yang sama pada kutub positif dannegatif aki.

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Angin

Angin adalah udara yang bergerak daritekanan udara yang lebih tinggi ke tekananudara yang lebih rendah. Perbedaan tekananudara disebabkan oleh perbedaan suhu udaraakibat pemanasan atmosfir yang tidak merata

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


oleh sinar matahari. Karena bergerak, anginmemiliki energi dan energi angin ini bisadimanfaatkan untuk berbagai macam kebutuhanmanusia, diantaranya adalah mengkonversikanenergi angin tersebut ke energi listrik.

Energi angin dapat dikonversi atauditransfer ke dalam bentuk energi lain sepertienergi listrik, energi mekanik dan energilainnya dengan menggunakan kincir atau turbinangin.

Kecepatan angin tidaklah sama antaradaerah satu dengan daerah lainnya. Kecepatanangin dapat dibagi dalam beberapa kelas sepertiterlihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tabel Kondisi AnginKelasAngin

KecepatanAngin (m/s)

Kecepatan Angin(Km/jam)

1 0.3 – 1.5 1.0 – 5.42 1.6 – 3.3 5.5 – 11.93 3.4 – 5.4 12.0 – 19.54 5.5 – 7.9 19.6 – 28.55 8.0 – 10.7 28.6 – 38.56 10.8 – 13.8 38.6 – 49.77 13.9 – 17.1 49.8 – 61.58 17.2 – 20.7 61.6 – 74.59 20.8 – 24.4 74.6 – 87.910 24.5 – 28.4 88.0 – 102.311 28.5 – 32.6 102.4 – 117.012 >32.6 > 118

2.2 Turbin Angin2.2.1 Jenis Turbin Angin

Berdasarkan sumbu putar, turbin angindibagi menjadi dua jenis yaitu turbin anginsumbu horizontal dan turbin angin sumbuvertical. Salah satu tipe turbin angin sumbuhorizontal adalah tipe Propeller yangmempunyai baling-baling (blade) sepertipesawat terbang. Gambar 2.1 memperlihatkansalah satu bentuk turbin angin tipe Propeller.

Gambar 2.1. Turbin Angin Propeller [3]

Turbin angin sumbu vertikal adalahturbin angin yang memiliki gerakan sudusejajar dengan arah angin. Turbin angin jenis inimemiliki struktur yang lebih sederhana. Turbinangin sumbu vertikal adalah turbin angin yangdapat digunakan pada kecepatan angin yangbervariasi dengan arah yang berbeda-beda.Tidak seperti turbin angin sumbu horizontal,turbin angin jenis ini memiliki kecepatan putaryang rendah dengan torka yang tinggi[Sargolzaei, J.]. Sehingga, turbin angin jenis inilebih banyak digunakan sebagai sumber tenagapenggerak alat penggilingan padi (windmill).

Gambar 2.2. Macam – macam Tipe TurbinAngin Sumbu Vertikal [3].

2.3 Generator Sinkron2.3.1 Konsep Dasar Generator Sinkron

Generator adalah suatu mesin yangmenggunakan magnet untuk mengubah energimekanis menjadi energi listrik. Prinsipgenerator secara sederhana dapat dikatakanbahwa tegangan ggl berasal dari hasil induksipada konduktor apabila konduktor tersebutbergerak pada medan magnet sehinggamemotong garis-garis gaya magnet.

Besarnya tegangan ggl yang dihasilkanoleh suatu generator bisa diketahui daripersamaan berikut ini[4]:

e = b lv (1)

dimana :e = Tegangan ggl (volt)b = Kuat Medan Magnetl = Panjang Kumparanv = Kecepatan Putar (rpm)

Generator sinkron juga dapatmemiliki sistem eksitasi dengan menggunakanmagnet permanen. Generator sinkron magnet

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


permanen seperti ini diilustrasikan sepertigambar berikut:

Gambar 2.3. Potongan melintang generatorsinkron magnet permanen dua kutub[4].

Pada generator sinkron, bentuk rotoryang digunakan dapat dibagi atas dua macam,yaitu: rotor silinder (cylindrical-rotor) dan rotorkutub sepatu (salient-pole). Kedua jenis rotorini memiliki karakteristik yang berbeda–beda.Pada generator sinkron dengan rotor kutubsepatu (Salient-pole), umumnya memilikijumlah kutub yang banyak. Karena jumlahkutub yang banyak ini mengakibatkan diametergenerator menjadi besar dan generator memilikiputaran sinkron yang lambat. Sementara itu,pada generator sinkron dengan rotor silinder(Cylindrical-rotor) memiliki jumlah kutub yanglebih sedikit dari pada rotor kutub sepatu.Sehingga mengakibatkan generator sinkrondengan kutub silinder ini memiliki diameteryang lebih kecil dan putaran sinkron yangtinggi.

(a) (b)Gambar 2.3. Bentuk rotor generator sinkron:(a) Rotor kutub sepatu, (b) Rotor silinder[4].

2.3.2 Kecepatan Putar Generator SinkronFrekuensi elektrik yang dihasilkan

generator sinkron adalah berbanding lurusdengan kecepatan putar generator. Hubunganantara kecepatan putar medan magnet pada

mesin dengan frekuensi elektrik pada statorditunjukkan oleh persamaan 2[4].

.120

re

n pf (2)

Dimana:fe = frekuensi listrik (Hz)nr = kecepatan putar rotor (rpm)p = jumlah kutub magnet

2.4 Akumulator (Aki)Akumulator atau aki adalah suatu proses

kimia listrik, dimana pada saat pengisian(charge) energi listrik diubah menjadi kimiadan saat pengeluaran (discharge) energi kimiadiubah menjadi energi listrik. Aki ini samafungsinya dengan Baterai.

Baterai terdiri dari sel-sel dimana tiap selmemiliki tegangan sebesar 2 V, artinya akimobil dan aki motor yang memiliki tegangan 12V terdiri dari 6 sel yang dipasang secara seriseperti pada gambar 2.4, sedangkan aki yangmemiliki tegangan 6 V memiliki 3 sel yangdipasang secara seri seperti pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Baterai 12 Volt

Proses kimia saat pemakaian padaakumulator (aki) terlihat pada gambar 2.5.

(a) (b)

(c)Gambar 2.5. Keadaan pada baterai (a). Ilustrasibaterai dalam keadaan terisi penuh (b). Ilustrasi

baterai saat mengeluarkan arus (c). Ilustrasibaterai dalam keadaan tak terisi[5].

Dari gambar 2.5 dapat diketahui bahwaion SO4 bereaksi saat pemakaian (discharging),terlepas dari molekul H dan bergabung denganmolekul Pb, dan saat pengisian terjadisebaliknya, molekul SO4 terlepas dari Pb dan

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


kembali bereaksi dengan molekul H, danterbentuk kembali molekul H2SO4.

Proses yang terjadi pada akumulator bisajuga diilustrasikan oleh gambar 2.6[5].

Gambar 2.6. Ion-ion pada akumulator (aki)

Ketika akumulator mengalami prosesdischarging, terjadi proses kimia yangmenghasilkan H2O, sehingga setelah pemakaianaki massa jenisnya adalah sama dengan air(H2O) karena proses kimia aki tersebutmenghasilkan H2O, dan tidak ada lagi bedapotensial antara kutub anoda dan katodanya.

Aki yang sudah habis, massa jenisnyasama dengan air yaitu dengan massa jenis 1kg/dm3 (1 kg per 1000 cm3 atau 1 liter) danasam sulfat memiliki massa jenis 1,285 kg/dm3

pada suhu 20oC.Beberapa hal yang perlu diketahui

tentang akumulator atau aki :a. Proses penerimaan arus (charging).

Aki yang menerima arus adalah aki yangsedang disetrum atau dicas dengan caradialirkan listrik tegangan searah (DC),dimana kutub positif Aki dihubungkandengan arus listrik positif dan kutub negatifdihubungkan dengan arus listrik negatif.

Tegangan yang dialiri adalah samadengan tegangan total yang dimiliki aki,artinya aki 12V dialiri tegangan 12 V DC,dan jika tegangan aki atau baterainya 6 Vmaka harus dialiri tegangan 6 V DC juga,dan dua aki 12 V yang dihubungkan secaraseri sebanyak 2 unit maka harus dialiritegangan 24 V DC (aki yang duhubungkanseri total tegangannya adalah jumlah darimasing-masing tegangan baterai (Voltase1 +Voltase2 = Voltasetotal).

b. Cairan elektrolitPelat-pelat aki harus selalu terendam

cairan elektrolit. Tinggi cairan elektrolit

sesuai dengan standar dan takaran daripabrik produsen aki. Setiap aki sudahdiberikan takaran berapa banyak minimumdan maksimum jumlah dari cairan elektrolitpada aki tersebut jadi kita bisa mengontrolkeadaan larutan elektrolt aki. Oleh karena itukita harus memeriksa tinggi cairan elektrolitdalam aki setidaknya 1 bulan sekali karenasenyawa dari cairan elektrolit bisa menguapterutama akibat panas yang terjadi padaproses pengisian (charging).

Jika cairan terlalu tinggi, hal ini akanmemberikan dampak buruk karena cairanelektrolit bisa tumpah melalui lubang-lubangsel (misalnya pada saat terjadi pengisian)dan dapat merusak benda-benda yang adadisekitar aki akibat korosi, misalnya sepatukabel, penyangga atau dudukan baterai, danbisa menyebabkan korosi, selain itu prosespendinginan dari panasnya cairan elektrolitaki oleh udara yang ada dalam sel tidakefisien akibat kurangnya udara yang terdapatdi dalam sel, dan juga asam sulfat akanberkurang karena tumpah keluar.

c. Kapasitas AkiKapasitas aki adalah jumlah Ampere-

hours (Ah = kuat arus dalam satuan Amperex waktu dalam satuan jam atau hours),misalnya kapasitas aki 10 Ah, artinya akidapat memberikan atau menyuplai energilistrik sebesar 10 Ampere dalam satu jam,atau menyuplai energi listrik 5 Amperedalam 2 jam sesuai dengan hasilperkaliannya.

Makin besar ukuran pelat yangbersentuhan dengan cairan elektrolit makamakin besar kapasitasnya, makin banyakpelat yang bersentuhan dengan cairanelektrolit maka makin besar kapasitasnya.Jadi untuk mendapatkan kapasitas yangbesar maka luas pelat dan banyaknya pelatharuslah ditingkatkan, dengan catatan bahwapelat haruslah terendam oleh cairanelektrolit.

d. TemperaturMakin rendah suhu maka makin kecil

kapasitas baterai saat digunakan karenaproses reaksi kimia akan semakin lambatterjadi pada saat suhu semakin rendah.Kapasitas baterai lebih baik diukur padasuhu kamar atau suhu ruangan, yaitu suhuyang berkisar antara 20-25o C.

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


2.4 Rectifier 3 FasaRectifier 3 fasa adalah suatu rangkaian

yang berfungsi mengubah tegangan AC 3 Fasamenjadi tegangan DC. Rectifier 3 fasa iniprinsip kerjanya sama dengan dioda, tetapiRectifier 3 Fasa ini mempunyai 2 buah diodauntuk masing-masing fasanya sehingga rectifier3 fasa mempunyai 6 buah dioda. Rangkaianrectifier 3 fasa adalah seperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Rangkaian Rectifier 3 Fasa[6]

Dari gambar 2.7 dapat dilihat bahwainput yang diberikan adalah tegangan AC 3 fasadimana masing-masing fasanya terhubungdiantara dua buah dioda yang berbeda yangposisi kedua dioda tersebut arahnya adalahsama.

Input dan output dari rectifier 3 fasa inidapat dilihat pada gambar 2.8.

(a)

(b)Gambar 2.8 Input (a) dan Output

(b)Rectifier 3 Fasa

Dari gambar 2.8 dapat dilihat bagaimanagambaran dari input dan output antara teganganAC 3 fasa dan tegangan output DC yangdihasilkan. Dimana fasa 1, fasa 2 dan fasa 3berbeda 120o dan masing-masing fasa tersebutbisa dilihat dari perbedaan warna fasanya.

2.5 KapasitorKapasitor adalah alat elektronik yang

salah satu fungsinya adalah menyimpantegangan dan menyuplai tegangan ketika

tegangan yang diterimanya menurun. Teganganakan disimpan oleh kapasitor jika teganganinput naik dan kapasitor akan menyuplaitegangan ketika tegangan input menurun.

Penyimpanan dan pengosongan tegangandari kapasitor berfungsi untuk mengurangi riak-riak pada tegangan DC yang dihasilkan yangakan membuat tegangan DC tersebut akanmendekati garis lurus. Rumus penyimpanantegangan pada kapasitor dapat dilihat padapersamaan (3).

(3)

Dan rumus Pengosongan pada kapasitoradalah pada persamaan (4)

(4)

Dari rumus 2.3 dan 2.4 dapat diketahuibahwa untuk pengisian kapasitor, semakin lamaatau semakin besar t, maka semakin besartegangan yang bisa diisi atau disimpan olehkapasitor dan mendekati besar tegangan input,sedangkan untuk rumus pengosongan kapasitor,semakin lama atau semakin besar nilai t, makasemakin kecil tegangan kapasitor tersebut danmendekati nol (habis).

2.6 IC Regulator atau IC LM 7815IC LM 7815 adalah suatu alat elektronika

yang berfungsi membatasi tegangan maksimumsuatu rangkaian. Tegangan yang dibatasibermacam-macam tergantung jenis IC LM78XX nya, ada beberapa jenis IC LM 78,diantaranya IC LM 7810, LM 7812, LM 7815,LM 7818 dan masih ada jenis IC LM 78XXlainnya.

IC LM 7815 ini mempunyai 3 buah port.Port sebelah kiri adalah port input, port bagiantengah adalah ground dan port bagian kananadalah port output.

Gambar 2.8. IC LM 78XX [11]

Phase 1

Phase 3

Phase 2

Phase 1

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


Dari gambar 2.15 dapat dilihat bahwa ICLM 78XX mempunyai 3 buah port, yaitu input,ground dan output. Port input berfungsi sebagaitempat input pada IC sedangkan port outputadalah port tempat hasil proses atau keluarandari IC LM 7815.

III. METODE PENELITIAN

Peralatan yang digunakan pada penelitianbisa dilihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1. Peralatan PenelitianNo. Alat Jumlah1. Generator Sinkron 3 fasa 1 unit2. Turbin Angin 3 Sudu

3. Jumper dan Kabelsecukupnya + 6 m

4. Kunci Pas 1 unit5. Tang 1 unit

6. Anemometer “Lutron AM-4205” 1 unit

7. Rectifier 3 Fasa + kapasitor +IC LM 7815 1 unit

8. Akumulator (Aki) 12V DC 5Ah 1 unit

9. Tiang besi 1.5 m10. Transformator (Trafo) 6 unit11. Multimeter “Sanwa CD800a” 1 unit12. Tempat dudukan generator 1 unit

Turbin angin yang telah dibuatselanjutnya melalui proses pengujian. Pengujianini dibatasi hanya untuk menghasilkan teganganyang dibutuhkan untuk proses charging, yaitutegangan minimal sebesar tegangan aki sebesar12 Volt DC dan maksimum adalah 110% daribesar tegangan aki, yaitu sebesar 13,5 Volt DC.Pada pengujian ini digunakan sistem tegangankonstan. Pengujian dilakukan denganpengambilan data di Laboratorium KonversiEnergi Elektrik, melakukan simulasi denganMultism 11.0 serta melakukan pengujian dilapangan, yaitu daerah Pantai Purus Padang.

IV. HASIL PENELITIAN

Hasil penelitian dengan menggunakantiga metode penelitian diterangkan satu per satusebagai berikut.

4.1 Pengujian Rangkaian Dengan SimulasiMultism 11.0Skema rangkaian simulasi dapat dilihat

pada gambar 4.1 berikut ini.

Gambar 4.1. Skema rangkaian pada simulasiMultism 11.0

Dari simulasi dengan menggunakanprogram Multism 11.0, diketahui bahwa untukdapat menghasilkan tegangan output DCsebesar minimal 12 Volt DC, diperlukan besartegangan output dari generator 3 fasa 5.54untuk tegangan line to line (VL-L) atau 3.2untuk tegangan line to netral (VL-N)..

Tabel 4.1. Data Hasil Simulasi Multism 11.0dan perbandingannya dengan hasil perhitungan

secara teori.V L-N(Volt)

VL-L (Volt)Simulasi

VL-L (Volt)Perhitungan

VDC(Volt)

1.0 1.73 1.73 1.701.1 1.90 1.91 2.161.2 2.08 2.08 2.631.3 2.25 2.25 3.101.4 2.42 2.42 3.571.5 2.59 2.60 4.041.6 2.77 2.77 4.521.7 2.94 2.94 5.001.8 3.11 3.12 5.481.9 3.29 3.29 5.962.0 3.46 3.46 6.442.1 3.63 3.64 6.922.2 3.81 3.81 7.402.3 3.98 3.98 7.882.4 4.15 4.16 8.362.5 4.33 4.33 8.852.6 4.50 4.50 9.322.7 4.67 4.68 9.802.8 4.85 4.85 10.282.9 5.02 5.02 10.773.0 5.19 5.20 11.253.1 5.37 5.37 11.733.2 5.54 5.54 12.223.3 5.71 5.72 12.703.4 5.89 5.89 13.17

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


3.5 6.06 6.06 13.653.6 6.23 6.24 14.113.7 6.41 6.41 14.503.8 6.58 6.58 14.503.9 6.75 6.75 14.504.0 6.93 6.93 14.50

Dari tabel 4.1 dapat diketahui bahwasemakin besar tegangan VLN, maka semakinbesar pula tegangan VLL dan VDC nya.

4.2 Pengujian di Laboratorium KonversiEnergi Elektrik (LKEE) UnandPada tahap pengujian laboratorium ini,

generator 3 fasa yang digunakan diuji diLaboratorium Konversi Energi Elektrik (LKEE)dengan input energi adalah putaran dari sebuahmotor. Input yang diberikan adalah kecepatanmotor yang bervariasi (dalam satuan rpm).Gambar 4.2 adalah gambar pengujian alat yangterpasang saat pengujian di LaboratoriumLKEE.

Gambar 4.2.Pengujian di LaboratoriumKonversi Energi Elektrik.

Dari pengujian ini dilihat bagaimanapengaruh kecepatan putar motor terhadaptegangan output serta frekuensi yangdihasilkan. Hasil pengujian yang dilakukan diLaboratorium dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2.Hasil pengujian generator diLaboratorium LKEE.

KecepatanPutar(rpm)

VL-L(Volt)

VDC(Volt)

(Simulasi)

V DC (Volt)(Pengujian

Labor)50 0.5 0.0 0.0100 1.2 0.1 0.1150 2.0 2.6 0.5200 2.7 4.5 2.4250 3.4 6.4 3.0300 4.0 7.8 5.5

350 4.7 9.8 8.5400 5.2 11.2 11.0450 5.9 13.2 12.1500 6.6 14.5 14.5550 7.2 14.5 14.5600 8.0 14.5 14.5650 8.6 14.5 14.5700 9.2 14.5 14.5750 9.8 14.5 14.5800 10.4 14.5 14.5850 11.2 14.5 14.5900 11.7 14.5 14.5950 12.3 14.5 14.51000 13.3 14.5 14.51050 13.9 14.5 14.51100 14.5 14.5 14.51150 15.2 14.5 14.51200 15.8 14.5 14.5

Pada pengujian laboratorium ini, jugadiukur berapa besar arus yang mengalir padaakumulator (aki) pada saat proses chargingberlangsung, dan didapatkan data bahwa arusyang mengalir saat charging adalah 0,05Ampere. Untuk waktu pengisian, tentunya arusini akan sangat lama digunakan untuk chargingsebuah aki, dimana aki yang digunakan adalahaki dengan kapasitas 5 Ampere-hours.Kapasitas aki yang akan dicharging adalah akidengan kapasitas 80%. Jika kapasitas sebuahaki yang akan dicharging adalah 80%, maka : Kapasitas yang akan diisi = 20% x 5 Ah

= 1 Ah. Waktu yang dibutuhkan untuk charging

adalah : 1 Ah / 0.05 Ampere = 20 hoursatau 20 jam.Jadi waktu yang dibutuhkan untuk

melakukan charging pada aki dengan kapasitas80% adalah 20 hours atau 20 jam.

4.3 Pengujian Charging Akumulator diPantai Purus PadangDari pengujian di pantai Purus Padang,

kecepatan angin minimum yang dibutuhkanuntuk menghasilkan tegangan DC 12 Voltadalah 4,5 m/s. Pengujian dilakukan selama 1jam.

Tegangan akhir setelah pengujianselama 1 jam adalah 10.7 Volt dan besar arusrata-rata yang mengalir adalah 66.7 mA. Akiyang digunakan proses charging adalah akidengan kapasitas 80%. Maka kapasitas 20% aki

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949


yang akan diisi adalah 20% x 5Ah = 1 Ah.Dengan demikian, waktu yang diperlukan untukmengisi energi aki dari 80% sampai penuh yaitudengan perhitungan :

1 Ah / 66,7 mA = 15 hours.

Daya yang dihasilkan oleh generatordalam melakukan proses charging adalah:

Daya = Tegangan x Arus = V x I= 12 Volt x 0.06 A = 0.72 Watt

Gambar 4.3 Pengujian di pantai Purus Padang

Dari besar arus charging hasilpengukuran dan besarnya daya dari hasilperhitungan, maka dapat diketahui bahwawaktu yang dibutuhkan untuk charging initermasuk lama dan belum maksimal, hal inidisebabkan oleh eksitasi magnet permanen yangsudah tidak kuat lagi, kecepatan angin yangberubah-ubah, serta adanya jatuh tegangan padakomponen-komponen rangkaian seperti diodadan IC LM 7815.

Hasil pengujian di pantai ini mendekatisama dengan hasil pengujian di laboratoriumyaitu arus charging adalah sebesar 0,05 A dilaboratorium dan 0,06 A hasil penelitian dipantai.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telahdilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan,yaitu:1. Besar arus charging rata-rata yang

dihasilkan adalah 0.06 A denganmenggunakan metoda tegangan konstan.

2. Dari data di pantai Purus Padang,didapatkan bahwa untuk menghasilkantegangan 12 Volt DC kecepatanminimum angin yang dibutuhkan adalah4,5 m/s.

3. Dari hasil penelitian di LaboratoriumKonversi Energi, kecepatan putarminimum yang diperlukan untukmenghasilkan tegangan 12 Volt DCadalah 450 rpm.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Daryanto. Y. Kajian Potensi AnginUntuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu.Yogyakarta: Balai PPTAGG. 2007.

[2] Puriza, M. Yonggi. 2012. Tugas Akhir:Perancangan dan Pembuatan PrototipeTurbin Angin Sumbu Horizontal. JurusanTeknik Elektro Universitas Andalas.Padang.

[3] Erich Hau, Wind TurbinesFundamentals, Application, Economics,2ndEdition, terjemahan Horst vonRenouard, Springer, Germany, 2005.

[4] Nasar, Syed A..Electric Machines andPower Systems. Volume 1: ElectricMachines. USA: McGraw Hill, Inc..1995.

[5] Adityawan, Aurino P. dkk. SistemPengisian Batteray Lead Acid SecaraAdaptive. Jurusan Teknik Elektronika,Politeknik Elektronika Negeri SurabayaKampus PENS-ITS Sukolilo, Surabaya.

[6] Mohan/Undeland/Robbins, “PowerElectronics, Converters, Applications,and Design

[7] Muhammad H. Rashid, “PoerElectronics,Circuits, Devices, and Applications.

[8] [Maxime Roger Joseph Dubois,“Optimized Permanent Magnet GeneratorTopologies for Direct-Drive WindTurbines”, Canada, 2004

Biodata PenulisMelda Latif, lahir di Padang tanggal

19 Maret 1969.Pendidikan S1 di USU padatahun 1988. Tahun 1999 mengikuti pendidikanPost-Graduate Diploma di UMIST,Manchester. Tahun 2003 mengikuti pendidikanS2 di ITB, Bandung. Sekarang ini sebagaipengajar di Teknik Elektro Unand, Padang.Juga sebagai Sekretaris Laboratorium DasarTeknik Elektro Unand. Bidang keahlian adalahElektronika Daya, Konversi Energi danMaterial Elektroteknik.

analisa proses charging akumulator pada prototipe turbin angin

Documents