sistem operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

10
SISTEM OPERASI DAN CARA KERJA WIND TURBINE TIPE WES 18 MK 1.0 Alan Nazlie Haq (L2F 005 507) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Abstrak Meningkatnya kebutuhan manusia yang dibarengi dengan perkembangan teknologi canggih. Membuat permintaan terhadap energi listrik terus bertambah tidak hanya di daerah perkotaan tetapi hingga ke pelosok desa. Terbatasnya sumber daya energi untuk membangkitkan energi listrik terutama yang berbasis bahan bakar fosil menimbulkan masalah baru. Harga bahan baku yang menjadi semakin mahal ditambah lagi kerusakan lingkungan yang ditimbulkan sebagai efek sampingnya. Agar kebutuhan energi listrik tetap bisa terpenuhi tanpa menambah kerusakan lingkungan. Diperlukan perangkat teknologi yang ramah lingkungan dan tentu saja dapat diperbaharui (renewable energy). Wind Turbine (turbin angin) merupakan salah satu solusi untuk menjawab tantangan tersebut. Di Indonesia, satu- satunya turbin angin atau dengan nama lain Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) yang telah On-Grid (terkoneksi) dengan jaringan PLN hanya ada di Nusa Penida, Bali. Meskipun masih berskala kecil (9x80 kW) namun keberadaanya telah banyak membantu mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil untuk membangkitkan listrik. Biaya operasi yang boleh dibilang murah karena tidak membutuhkan bahan bakar. Serta ramah lingkungan karena tidak menambah tingkat polusi karbon di udara. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan konsumen akan energi listrik dari hari ke hari semakin bertambah. Keberadaan perangkat teknologi yang menunjang hampir semua aspek kehidupan masyarakat, memberikan peran vital yang tak tergantikan bagi energi listrik. Tak dapat dipungkiri, sekarang ini kita begitu ketergantungan dengan energi listrik. Dengan listrik memungkinkan terjadinya proses pembangunan daerah dari kondisi tertinggal/terpencil menjadi lebih maju. Hal inilah yang terjadi di Kecamatan Nusa Penida, Kabupaten Klungkung, Propinsi Bali. Sebagai daerah kepulauan yang miskin sumber daya alam, bahkan dapat dikatakan gersang. Maka untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakatnya diperlukan perangkat penunjang yang memadai. Keberadaan listrik di daerah ini sangat besar manfaatnya untuk memenuhi kebutuhan hidup tersebut. Karena berhubungan erat dengan perangkat teknologi yang digunakan. Untuk itu PT.PLN (Persero) Distribusi Bali Area Jaringan Bali Timur membangun Unit Jaringan Nusa yang mengelola sistem jaringan kelistrikan di Kecamatan Nusa Penida. Adapun untuk menyuplai listriknya dibangun beberapa jenis pembangkit yaitu : Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD), Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/angin (PLTB), dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). 1.2 Maksud dan Tujuan Hal-hal yang menjadi tujuan penulisan laporan Kerja Praktek ini adalah: 1. Mengenal berbagai macam jenis Wind Turbine (turbin angin) yang digunakan di Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) Nusa Penida. 2. Mengetahui cara pengoperasian dan cara kerja Wind Turbine khususnya Tipe WES 18 MK 1.0 buatan WES (Belanda). 1.3 Pembatasan Masalah Pada laporan Kerja Praktek ini permasalahan dibatasi pada gambaran umum pengoperasian dan cara kerja Wind Turbine khususnya Tipe WES 18 MK 1.0 buatan WES (Belanda). II. DASAR TEORI 2.1 Angin Energi angin merupakan bentuk tidak langsung dari energi matahari. Karena angin dipengaruhi oleh pemanasan yang tidak merata pada kerak bumi oleh matahari.

Upload: dwi-ariez

Post on 01-Dec-2015

173 views

Category:

Documents


23 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

SISTEM OPERASI DAN CARA KERJA

WIND TURBINE TIPE WES 18 MK 1.0

Alan Nazlie Haq (L2F 005 507) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Abstrak Meningkatnya kebutuhan manusia yang dibarengi dengan perkembangan teknologi canggih. Membuat

permintaan terhadap energi listrik terus bertambah tidak hanya di daerah perkotaan tetapi hingga ke pelosok

desa. Terbatasnya sumber daya energi untuk membangkitkan energi listrik terutama yang berbasis bahan bakar

fosil menimbulkan masalah baru. Harga bahan baku yang menjadi semakin mahal ditambah lagi kerusakan

lingkungan yang ditimbulkan sebagai efek sampingnya.

Agar kebutuhan energi listrik tetap bisa terpenuhi tanpa menambah kerusakan lingkungan. Diperlukan

perangkat teknologi yang ramah lingkungan dan tentu saja dapat diperbaharui (renewable energy). Wind

Turbine (turbin angin) merupakan salah satu solusi untuk menjawab tantangan tersebut. Di Indonesia, satu-

satunya turbin angin atau dengan nama lain Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) yang telah On-Grid

(terkoneksi) dengan jaringan PLN hanya ada di Nusa Penida, Bali.

Meskipun masih berskala kecil (9x80 kW) namun keberadaanya telah banyak membantu mengurangi

ketergantungan terhadap bahan bakar fosil untuk membangkitkan listrik. Biaya operasi yang boleh dibilang

murah karena tidak membutuhkan bahan bakar. Serta ramah lingkungan karena tidak menambah tingkat polusi

karbon di udara.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan konsumen akan energi listrik

dari hari ke hari semakin bertambah.

Keberadaan perangkat teknologi yang

menunjang hampir semua aspek kehidupan

masyarakat, memberikan peran vital yang tak

tergantikan bagi energi listrik. Tak dapat

dipungkiri, sekarang ini kita begitu

ketergantungan dengan energi listrik. Dengan

listrik memungkinkan terjadinya proses

pembangunan daerah dari kondisi

tertinggal/terpencil menjadi lebih maju.

Hal inilah yang terjadi di Kecamatan

Nusa Penida, Kabupaten Klungkung, Propinsi

Bali. Sebagai daerah kepulauan yang miskin

sumber daya alam, bahkan dapat dikatakan

gersang. Maka untuk memenuhi kebutuhan

hidup masyarakatnya diperlukan perangkat

penunjang yang memadai. Keberadaan listrik

di daerah ini sangat besar manfaatnya untuk

memenuhi kebutuhan hidup tersebut. Karena

berhubungan erat dengan perangkat teknologi

yang digunakan.

Untuk itu PT.PLN (Persero) Distribusi

Bali Area Jaringan Bali Timur membangun

Unit Jaringan Nusa yang mengelola sistem

jaringan kelistrikan di Kecamatan Nusa

Penida. Adapun untuk menyuplai listriknya

dibangun beberapa jenis pembangkit yaitu :

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD),

Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/angin

(PLTB), dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

(PLTS).

1.2 Maksud dan Tujuan

Hal-hal yang menjadi tujuan penulisan

laporan Kerja Praktek ini adalah:

1. Mengenal berbagai macam jenis Wind

Turbine (turbin angin) yang digunakan di

Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB)

Nusa Penida.

2. Mengetahui cara pengoperasian dan cara

kerja Wind Turbine khususnya Tipe WES

18 MK 1.0 buatan WES (Belanda).

1.3 Pembatasan Masalah

Pada laporan Kerja Praktek ini

permasalahan dibatasi pada gambaran umum

pengoperasian dan cara kerja Wind Turbine

khususnya Tipe WES 18 MK 1.0 buatan

WES (Belanda).

II. DASAR TEORI

2.1 Angin

Energi angin merupakan bentuk tidak

langsung dari energi matahari. Karena angin

dipengaruhi oleh pemanasan yang tidak merata

pada kerak bumi oleh matahari.

Page 2: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

Angin secara garis besar dapat

diklasifikasikan sebagai angin Planetary dan

lokal. Angin Planetary disebabkan oleh

pemanasan yang lebih besar pada permukaan

bumi dekat ekuator (khatulistiwa) daripada

Kutub Utara dan Selatan

Angin lokal disebabkan dua

mekanisme. Pertama adalah perbedaan panas

antara daratan dan air. Hal ini menyebabkan

adanya angin darat dan angin laut. Kedua,

dikarenakan oleh hill and mountain sides atau

yang lebih dikenal dengan angin gunung dan

angin lembah.

Gambar 1 Angin Planetary dalam atmosfer

bumi

2.2 Sejarah Energi Angin

Dahulu energi kinetik angin digunakan

untuk menggerakkan kapal, yaitu dengan layar.

Referensi terbaru tentang wind mill terdapat

dalam tulisan Arab dari Abad IX sesudah

Masehi yang menjelaskan kincir angin yang

dioperasikan di perbatasan Persia dan

Afganistan sudah digunakan sejak beberapa

abad sebelumnya.

2.2.1 Kincir Angin Sumbu-Vertikal

Mesin ini lebih awal, kadang disebut

Persian Windmill, merupakan evolusi dari

kapal. Tekanan angin mengenai layar yang

mnyebabkan roda berputar. Jenis yang sama

digunakan di China untuk menguapkan air laut

untuk memproduksi garam di Abad XIII. Yang

terakhir di Crimea, Eropa, dan USA, yang

masih ada sampai sampai saat ini. yang paling

berhasil di awal-awal itu disebut Savonius

Windmill.

2.2.2 Kincir Angin Sumbu-Horisontal

Setelah ide kincir angin sampai Eropa,

sumbunya diubah ke arah horisontal. Mesin

semacam ini terdapat di Perancis dan Inggris

pada akhir Abad XII dan disebut post mills.

Modifikasi kincir ini terjadi di Eropa dan

Amerika, digunakan untuk menggiling

gandum, drainase, penggergajian kayu, dan

lain-lain.

Gambar 2 Jenis kincir angin sumbu-vertikal

Gambar 3 Jenis kincir angin sumbu-horisontal

2.3. Pembangkit Listrik

Kincir angin yang pertama kali

digunakan untuk membangkitkan listrik

dibangun oleh P.La Cour dari Denmark di

akhir Abad IX. Setelah Perang Dunia I, layar

dengan airfoil berpenampang melintang

menyerupai sudu propeler pesawat terbang

digunakan untuk kincir angin, yang sekarang

disebut propeller type windmill atau wind

turbine. Kincir semacam ini dibangun di Crine

dan menghasilkan listrik tegangan rendah.

Eksperimen pada kincir angin sudu

kembar dilakukan di USA, khususnya di tahun

1940, di mana dibangun suatu kincir yang

besar yang disebut Mesin Smith-Putman, yang

Page 3: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

dirancang oleh Palmer Putman dengan asisten

dari Theodore Von Karman. Suatu pembangkit

berkapasitas 1,25 MW telah dibuat oleh

Morgen Smith Company dari York

Pensylvania. Kincir bersudu kembar dengan

diameter propeler 175 ft (55 m) bertipe rotor

dengan berat 16 ton. Dipasang di atas menara

setinggi 10 ft (34 m), dan berputar pada 28

rad/men. Salah satu sudunya patah pada tahun

1945.

Gambar 4 Contoh rancangan wind turbine

modern

2.4 Pengembangan Turbin Angin

Terbaru

Berikut ini memperlihatkan pengem-

bangan terbaru dari turbin angin, baik untuk

mesin-mesin kecil maupun yang berukuran

besar seperti di USA.

Gambar 5 Tahap dalam pengembangan turbin

angin skala besar sumbu-horisontal di USA

III. PLTB NUSA PENIDA

3.1 Gambaran Umum Kecamatan Nusa

Penida

Kecamatan Nusa Penida merupakan

kecamatan terluas dari 3 (tiga) Kecamatan

yang ada di Kabupaten Klungkung. Dengan

batas di sebelah utara dan barat adalah Selat

Badung, sebelah timur adalah Selat Lombok

dan sebelah selatan adalah Samudera

Indonesia. Kecamatan Nusa Penida merupakan

daerah kepulauan yang terdiri dari tiga buah

pulau besar yaitu Nusa Penida, Nusa

Lembongan, dan Nusa Ceningan. Secara

keseluruhan Kecamatan Nusa Penida memiliki

luas wilayah 20.248 hektar

Gambar 6 Peta Kecamatan Nusa Penida

3.2 Gambaran Umum Kondisi Lokasi

PLTB

PLTB Nusa Penida berada di Puncak

Bukit Mundi Dusun Rata Desa Klumpu atau

berada di koordinat 8º47” LS dan 122º01” BT.

Referensi data dari Badan Pusat Meteorologi

dan Geofisika serta NASA dengan rata-rata

kecepatan angin mencapai 6 meter/detik pada

ketinggian 400 meter dari permukaan laut.

Situasi lapangan

Ketinggian dataran kira-kira 400 meter

dari permukaan laut

Jarak dari perumahan penduduk

terdekat 400 meter

Hembusan angin 6 meter hingga 12

meter per detik

Tanah kapur

Suhu udara rata-rata 26oC

VI. WIND TURBINE TIPE WES 18 MK 1.0

4.1 Spesifikasi Umum

Turbin Angin

Rancangan : Sesuai dengan NEN 6069

Sertifikasi : CIWI

Kec. angin min : 3 m/s

Kec. angin nominal : 12 m/s

Kec. angin max : 25 m/s

Kec. angin puncak : 60 m/s

Daya nominal : 80 kW

Tegangan : 400 V + 10 %

Frekuensi : 50 Hz

Tipe turbin angin : Kec. variabel

Rotor

Page 4: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

Jumlah sudu : 2

Posisi rotor : Menghadap arah angin

Sudut sumbu utama : 7 o terhadap

horizontal

Diameter : 18 meter

Luas sapuan : 254 m2

Kec. Putar : Variabel 60 – 120 rpm

Pengaturan daya Pasif : penyetelan sudut sudu

Aktif : variable system mutator

Sudut flapping : 180o - 164

o

Arah putar : clockwise

Lokasi bearing utama : di gearbox

Gearbox

Jumlah tingkat : 2

Rasio : 1 : 2

Pengaman rem : ada

Sudu

Panjang satu sudu : 8 meter

Berat satu sudu : 90 kg

Material : Carbon fiber epoxy

Dudukan sudu : Fleksibel

Generator

Type : Asinkron

Daya nominal : 80 kW

Jumlah kutub : 4

Tegangan nominal : 230/400 V

Frekuensi : Variabel : 40 – 80 Hz

Berat : 475 kg

Proteksi : IP 55

Yaw Sistem

Sistem : Aktif

Sinyal didasarkan pada : Arah angin

Penggerak :Motor listrik dengan gear

Daya yaw – motor : 550 watt

Kecepatan Yaw : 1,2 o / detik

Controller

Kontrol oleh : PLC

Pengaman

Sistem pengaman I : Putar sudu

secara pasif

Aktifasi : kecepatan rotor ( 110 rpm )

Sistem pengaman II : Gelang

keluar dari angin

Aktifasi : kecepatan rotor ( 120 rpm )

Getaran berlebih.

Kegagalan anemometer atau arah

angin

Kegagalan di kontrol PLC.

Pemadaman jaringan.

Temperatur tinggi di generator /

inverter.

Kegagalan di sistem gelang.

Sistem penghentian rotor: Pin di

sumbu putaran tinggi ; untuk maksud

servis.

Aktifasi : manual.

Berat

Nacel dan rotor : max. 3000 kg

Rotor : max. 900 kg.

Interkoneksi Jaringan

Konverter Type Konverter : Unidrive SPM

Prinsip Konverter : AC – DC – AC

Jumlah IGBT : 12

Jumlah diodes : 12

Filter jaringan : Low pass filter

Sinkronisasi : Sinkron dengan

jaringan.

Proteksi : Beban berlebih.

Distribution Transformer

Kapasitas : 100 KVA

Arus tanpa beban : 2,5 %

Impedansi : 4,0 %

Total rugi-rugi : 2070 Watt

Volume oli : 210 liter

Berat : 850 kg

Tipe dudukan : Pole

Proteksi : Arester dan CO 20KV

Tower

Type : Bolted Lattice Self Supporting

Tinggi : min. 30 meter

Material : Profil baja di hot dip

galvanised ST. 37 / SS 400.

Gambar 7 Wind turbine

tipe WES 18 MK 1.0

Page 5: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

Gambar 8 Single line diagram PLTB

Gambar 9 Block diagram wind turbine sistem

interkoneksi PLTB 80 kW dengan Jaringan

Tegangan Menengah (JTM)

Cara kerja dari wind turbine ini

dimulai dengan berputarnya rotor akibat

menerima energi kinetik angin yang mengenai

sudu (baling-baling). Kecepatan angin minimal

yang dapat memutar sudu adalah 3 m/s.

Perputaran rotor menjadi penggerak mula bagi

generator untuk merubah energi kinetik

menjadi energi listrik.

Listrik yang dihasilkan oleh generator

asinkron di nacelle adalah alternating current

(AC) tiga fasa. Dari generator tersambung

kabel fleksibel yang berfungsi untuk

menghantarkan arus ke junction box setelah itu

terhubung ke panel control.

Panel control adalah tempat

mengkonversi AC menjadi DC kemudian di-

AC-kan kembali untuk dihubungkan dengan

sistem interkoneksi jaringan tegangan

menengah (JTM) 20 kV.

Output dari panel control kemudian

masuk ke dalam panel metering untuk diukur

tegangan, arus, frekuensi, daya dan parameter

lainnya. Panel control dan panel metering

terletak di dalam rumah daya (power house)

Setelah dari melalui panel metering

selnajutnya terhubung ke transformator step-up

untuk kemudian interkoneksi dengan Jaringan

Tegangan Menengah (JTM) 20 kV milik

PT.PLN.

Gambar 10 Wiring diagram instalasi

wind turbine

4.2 Rotor

Rotor merupakan komponen utama

yang berfungsi sebagai penggerak mula

generator. Terhubung dengan sudu (blades)

sebanyak dua buah yang ketika menerima

energi kinetik angin akan memutar rotor. Rotor

dikopel dengan generator yang terdapat di

dalam nacelle. Kecepatan putar rotor berkisar

antara 60-120 rpm tergantung dari kecepatan

angin yang diterima (antara 3-25 m/s). Rotor

menghadap arah angin dengan sudut sumbu

utama sebesar 7o dari horizontal. Rotor

berputar searah dengan jarum jam (clock wise).

Gambar 11 Rotor dan nacelle tampak dari

samping

4.3 Sudu (Blades) Perangkat yang berfungsi untuk

menangkap energi kinetik angin adalah

sudu (blades). Pada wind turbine WES 18

MK 1.0 terdapat sepasang sudu dengan

panjang 8 meter tiap sudu. Terbuat dari

bahan serat karbon (carbon fiber) yang

diperkuat dengan epoxy, tiap sudu

memiliki berat sekitar 90 kg. Saat berputar

menghasilkan luas sapuan sebesar 254 m2

dengan diameter 18 m. Pada saat

beroperasi tiap sudu (blades) dapat

melakukan flapping (melipat) dalam

kisaran 180o-165

o.

Page 6: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

Flapping adalah sebuah mekanisme

yang mengatur sudu agar dapat bekerja

secara optimal. Ketika rotor dalam kondisi

OFF kemudian dihidupkan (ON) maka

rotor akan menyesuaikan dengan

parameter angin yang diterima sensor.

Kedua sudu dapat melakukan flapping

secara otomatis sebagai respon terhadap

data paremeter angin (kecepatan) yang

dikirim sensor. Agar diperoleh tangkapan

angin yang optimal , kedua sudu akan

flapping hingga 180o. namun ketika

kecepatan angin sudah mencapai ambang

batas yang diperbolehkan maka kedua

sudu secara otomatis akan flapping hingga

164o. Rotor yang berputar diperlambat

dengan adanya rem (mechanical braking)

kemudian rotor akan OFF. Hal ini

dilakukan untuk mencegah kerusakan sudu

akibat hempasan angin.

Gambar 12 Sudu (blades) tampak dari

samping

4.4 Gearbox

Angin memiliki kecepatan yang tidak

konstan kadang kencang kadangkala pula

sepoi-sepoi. Hal ini berpengaruh besar

terhadap kecepatan putar rotor yang dihasilkan.

Untuk mengantisipasi itu dibutuhkan

mekanisme alat yang dapat memanipulasi

kecepatan putar. Pada wind turbine ini dipakai

sistem gearbox 2 tingkat dengan ratio 1:2.

Sehingga ketidakstabilan kecepatan angin

dapat diminimalisir dampaknya dengan

bantuan gearbox.

Gambar 13 Gearbox

4.5 Generator

Wind turbine WES 18 MK 1.0

menggunakan generator tipe asinkron

dengan jumlah kutub 4 buah. Tegangan

nominal yang dihasilkan 230-400 volt,

bolak-balik (AC) tiga fasa. Daya nominal

yang dihasilkan sebesar 80 kW dan

frekuensi bervariasi antara 40-80 Hz serta

menggunakan proteksi IP55.

Gambar 14 Generator wind turbine WES 18

MK 1.0

4.6 Sistem Sensor

Gambar 15 Anemometer dan Windvane

Page 7: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

Sistem sensor yang dimaksud disini

adalah kombinasi kinerja anemometer dan

windvane. Kedua alat tersebut dipasang di

nacelle untuk membantu operasional turbin

angin. Anemometer berfungsi untuk mengukur

kecepatan angin sementara windvane untuk

mengetahui arah angin.

4.7 Yaw System

Perubahan arah rotor dan perputaran

nacelle diatur oleh sebuah perangkat yang

dinamakan yaw system. Komponen utama

dalam yaw system adalah motor listrik, sensor

twist, yaw switch, dan brake (rem). Sumber

tenaga untuk menjalankan yaw system diambil

dari panel control yang dihubungkan oleh fixed

cable melalui junction box.

Motor listrik yang digunakan memiliki

daya sebesar 550 W dengan kecepatan yaw

1,2o/detik. Fungsi motor untuk memutar

nacelle sesuai dengan arah angin atau yang

disebut dengan proses Yawing. Ketika rotor di-

OFF-kan maka akan yawing keluar dari arah

angin sebaliknya bila di-ON-kan rotor akan

yawing searah jarum jam untuk mencari arah

angin.

Gambar 16 Yaw system

4.9 Top Box

Top box merupakan tempat konektor

sistem sensor (anemometer dan windvane),

kontrol PLC, dan kabel data ethernet. Segala

informasi tentang parameter angin yang

sebelumnya telah diukur oleh sistem sensor

terlebih dahulu masuk kesini (top box). Data

tersebut kemudian dikirimkan ke Human

Machine Interface (HMI) di panel control

melewati kabel ethernet.

Gambar 17 Top Box

4.10 Junction Box

Fungsi utama dari junction box adalah

sebagai penghubung antara nacelle dengan

panel control. Kabel fleksibel dari generator

berakhir disini untuk kemudian diteruskan oleh

fixed cable ke power house. Suplai daya untuk

yaw system dan sistem sensor (top box) juga

terhubung disini yang berasal dari panel

control. Posisi dari junction box berada di

antara nacelle dan power house yaitu

menempel di tower.

Gambar 18 Letak Junction Box

4.11 Panel Control

4.11.1 Generator Konverter Kontaktor

Kontaktor ini berfungsi menghubung-

kan arus bolak-balik (AC) yang telah

dibangkitkan oleh generator ke konverter di

panel control. Generator menghasilkan daya

tiga fasa yang nilainya sangat bergantung dari

kecepatan putar turbin angin. Sebelum masuk

ke sistem JTM, arus AC disearahkan dalam

panel control oleh konverter.

4.11.2 Generator Drive

Generator Drive adalah konverter yang

mengubah arus AC menjadi DC atau sering

dikenal dengan sebutan rectifier. Adapun

Page 8: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

spesifikasi dari Generator Drive yang

terpasang di Panel Control ini adalah bertipe :

SPMD 1401 90/110 kW; I/P : 462-713 V

219,0A; O/P: 0-480 V, 180/202 A.

4.11.3 Regen Drive

Regen Drive adalah konverter yang

memiliki fungsi berlawanan dengan Generator

Drive. Sebagai inverter yang mengubah arus

DC menjadi AC . Adapun spesifikasi dari

Regen Drive yang terpasang di Panel Control

ini adalah bertipe : SPMD 1421 90/110 kW;

I/P : 462-713 V 222 A; O/P: 0-480 V, 180/205

A.

4.11.4 Regen Induktor

Perangkat ini adalah sebuah

transformator penaik tegangan (step-up) serta

filter input dari Regen Drive. Regen Induktor

merupakan trafo tiga fasa dengan Voutput = 750

V, f = 50 Hz dan Irms = 180 A. Memiliki nilai

induktasi per fasanya sebesar 0,33 mH dengan

kelas isolasi = H bobot sekitar 120 kg.

4.11.5 Capasitor Filter

Pada proses konversi dari DC menjadi

AC dikenal adanya rugi-rugi switching. Rugi-

rugi switching merupakan akibat dari

manipulasi gelombang arus searah (DC) yang

dibuat menjadi bolak-balik. Untuk mengurangi

rugi-rugi tersebut salah satu caranya adalah

dengan menggunakan filter. Filter berupa

kapasitor berfungsi untuk menapis rugi-rugi

switching yang memiliki frekuensi rendah.

Capasitor Filter yang terpasang di Panel

Control ini ada dua buah dengan nilai

kapasitansi sebagai berikut : 3x77 µF dan

3x48,1 µF.

4.11.6 By Pass Kontaktor

Kontaktor ini berfungsi

menghubungkan arus bolak-balik (AC) dari

Regen Induktor ke Switching Frequency Filter.

4.11.7 Switching Frequency Filter

Filter ini berupa induktor yang

berupa kumparan tiga fasa dengan fsistem = 50

Hz. Nilai induktansinya sebesar 0,165 mH per

fasa, Irms= 180 A, Insulation Class = F dan

berat sekitar 37 kg. Filter yang berupa induktor

umumnya digunakan untuk menapis rugi-rugi

switching dengan kisaran frekuensi tinggi.

4.11.8 Grid Konverter Kontaktor

Kontaktor ini berfungsi

menghubungkan arus bolak-balik (AC) dari

Switching Frequency Filter ke Main Fuse.

4.11.9 Main Fuse

Perangkat ini berfungsi untuk

memproteksi hantaran arus listrik dari atau ke

Panel Control. Pada operasionalnya, selain

menghasilkan energi listrik sistem wind turbine

ketika tidak bekerja (off) tetap membutuhkan

suplai listrik. Digunakan pasokan dari jala-jala

PLN untuk menyalakan sistem kontrol

parameter angin. Main Fuse ini memiliki

spesifikasi arus antara 10-25 kA dan V = 415

V.

4.11.10 Yaw Motor MCB

Perangkat ini berisi sejumlah MCB

yang berfungsi untuk mengatur kinerja Yaw

Motor yang berada di Nacelle. Mekanisme

kontrolnya menggunakan PLC (Programmable

Logic Control) sehingga pengoperasian Yaw

Motor bisa berjalan otomatis. Dan

memungkinkan operator untuk terus

melakukan pemantauan di power house.

4.11.11 Kipas

Kipas berfungsi sebagai sistem

pendingin pada Panel Control yang terdiri dari

dua buah kipas di pintu kiri dan kanan panel.

Spesifikasi kipas adalah sebagai berikut : 230

V; 50/60 Hz; 0,65/0,95 A; 155/212 W.

Gambar 19 Block diagram Panel Control

4.12 Panel Metering

Perangkat ini berfungsi untuk mengukur

parameter listrik yang dihasilkan PLTB berupa

tegangan (V), frekuensi (f), arus (A), dan

energi listrik (kWh). Di bawah ini dapat dilihat

diagram blok dari panel metering.

Page 9: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

Gambar 20 Block diagram Panel Metering

4.13 The Human Machine Interface (HMI)

Sistem kendali wind turbine

dilakukan melalui the Human Machine

Interface (HMI) yang ditempatkan di pintu

panel control. Pada HMI data yang

ditampilkan berdasarkan kondisi turbin dan

angin. Dengan HMI, wind turbine dapat

distart dan stop serta melakukan RESET.

Gambar 21 Display HMI

4.14 Perangkat Pencatat Data D PLTB 8

PLTB Tipe Wes 18 MK 1.0 dilengkapi

dengan sistem pencatatan data digital yang

membantu proses pemantauan parameter ukur

wind turbine. Sistem ini dibangun oleh PT.

GUNA ELEKTRO yang terdiri dari

seperangkat alat ukur beserta perangkat

lunaknya. Penjelasan lebih lanjutnya

dijabarkan di bawah ini.

Tipe : D PLTB 8

Pemakaian : PLT Bayu Interkoneksi

dengan Jaringan Tegangan Menengah

Keuntungan :

1. Data dapat dikirim setiap waktu

2. Bisa mendapatkan ”Real Time Data”

3. Data bisa diolah ke dalam bentuk grafik

4. Disimpan dalam komputer

Teknis :

Daya Input : 10 VA

Tegangan : 220 V/ 1 phasa

Frekuensi : 50 Hz

Jaringan Komunikasi : GSM

Kapasitas Data : 8 saluran

Sistem Informasi : Real Time dan e-mail

Jenis Data :

Daya Aktif

Daya Reaktif

Tegangan

Frekuensi

Energi Terproduksi

Kecepatan Angin

Arah Angin

Gambar 22 Pencatat data D PLTB 8

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu

adalah salah satu jenis pembangkit

listrik non konvensional yang

menggunakan sumber energi

terbarukan yaitu angin.

2. PLTB Nusa Penida mampu

menghasilkan daya listrik sebesar 80

kW per unitnya.

3. Wind Turbine WES 18 MK 1.0 secara

garis besar terdiri dari turbin angin

(nacelle), interkoneksi jaringan dan

tower.

4. Wind Turbine WES 18 MK 1.0

menggunakan perangkat konverter

untuk menghasilkan output generator

yang konstan.

5. Wind Turbine WES 18 MK 1.0

menggunakan sistem yawing untuk

menempatkan nacelle sesuai arah

angin yang dideteksi sistem sensor.

6. Wind Turbine WES 18 MK 1.0

menggunakan perangkat pencatatan

data digital D PLTB 8

Page 10: Sistem Operasi dan cara kerja wind turbin type wish.pdf

7. Pengoperasian Wind Turbine WES 18

MK 1.0 dapat dilakukan dengan sistem

kendali Human Machine Interface

(HMI)

8. Prosedur perawatan (maintenance)

Wind Turbine WES 18 MK 1.0

meliputi aspek sipil, mekanis, dan

elektris.

5.2 Saran

1. Pembangunan Pembangkit Listrik

Tenaga Bayu di Indonesia perlu terus

digalakkan terutama pada daerah-

daerah yang memiliki potensi tenaga

angin.

2. Transfer teknologi pembuatan wind

turbine seharusnya bisa dilakukan oleh

insinyur-insinyur Indonesia sehingga

tidak perlu lagi meng-impor dari luar

negeri.

3. Untuk Petugas agar bisa menyediakan

referensi materi kajian PLTB yang

lebih lengkap agar mahasiswa kerja

praktik tidak mengalami kesulitan

dalam mempelajari wind turbine.

4. Menambah fasilitas yang mendukung

untuk kerja praktik seperti: sarana

transportasi, tempat tinggal yang dekat

dengan lokasi dan akses internet.

5. Semoga ada generasi penerus dari

mahasiswa Teknik Elektro UNDIP

yang mengambil kerja praktik di Nusa

Penida.

DAFTAR PUSTAKA

1. Pudjanarsa, Astu dan Nursuhud, Djati.,

Mesin Konversi Energi, Penerbit

ANDI, Yogyakarta, 2006.

2. El-Wakil, M.M., Powerplant

Technology, McGraw-Hill Co.,

Singapore, 1984.

3. A.Sorensen, Harry., Energy

Conversion System, John Wiley&Sons

Inc., United State, 1983.

4. Warne, D.F., Wind Power Equipment,

E.&F.N.Spon Ltd, London, 1983.

5. Wildi, Theodore, Electrical Machines,

Drives, and Power System, Prentice-

Hall.Inc., New Jersey, 1997.

6. Rashid, Muhammad Harunur, Power

Electronics Circuits, Devices, and

Applications, Prentice-Hall.Inc., New

Jersey, 1988.

7. Sapiie, Soedjana dan Nishino, Osamu.,

Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik,

PT Pradnya Paramita, Jakarta, 2000.

8. Buku Panduan PLTB 80 kW

Interkoneksi dengan JTM. PT Guna

Elektro. 2005

9. Pengoperasian Sistem Pencatatan Data

untuk PLT Bayu Interkoneksi dengan

Jaringan Tegangan Menengah. PT

Guna Elektro. 2005

10. Data Unit Jaringan Nusa. PT.PLN

(Persero) Distribusi Bali Area Jaringan

Bali Timur Unit Jaringan Nusa. 2008

11. Kecamatan Nusa Penida dalam Angka.

Badan Pusat Statistik Kabupaten

Klungkung. 2007

BIODATA PENULIS

Alan Nazlie Haq dilahirkan di Kandangan,

Kalimantan Selatan pada tanggal 17 April

1987, menempuh pendidikan SDN Melayu 5

Banjarmasin, SLTPN 6 Banjarmasin, SMUN 1

Banjarmasin, dan sampai saat ini masih

menempuh pendidikan Strata-1 di jurusan

Teknik Elektro Universitas Diponegoro

Semarang konsentrasi Ketenagaan.

Semarang, Maret 2008

Mengetahui,

Dosen Pembimbing

Ir. AGUNG WARSITO, DHET

NIP 131 668 485