studi eksperimen dan analisa energi listrik yang...
TRANSCRIPT
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271
1
Abstrak- Energi yang berasal dari gelombang laut
adalah salah satu sumber energi terbarukan yang sangat
menjanjikan, sebab dapat menghasilkan energi dihampir
seluruh wilayah laut di permukaan bumi. Potensi energi
yang berasal dari gelombang laut di atas planet bumi
diperkirakan sebesar 2 Tera Watt. Dengan mengubah energi
gelombang laut yang tersedia sebesar 10 sampai 15% sudah
cukup untuk memenuhi kebutuhan energi dunia saat ini.
Maka dari itu dilakukan penelitian tentang mekanisme
Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (PLTGL)
dalam skala laboratorium. Pada penelitian ini dibuat
mekanisme Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut
(PLTGL) dengan menggunakan metode pelampung.
Besarnya gerakan naik-turun pelampung ditentukan oleh
massa pelampung dan panjang lengan, yang kemudian
menggerakkan poros yang disearahkan dengan memasang
one way bearing. Karena putaran yang dihasilkan mekanisme
PLTGL metode pelampung ini kecil, maka digunakan
gearbox untuk meningkatkan putarannya sehingga energi
listrik yang dihasilkan menjadi besar. PLTGL metode
pelampung ini akan diuji di kolam simulasi gelombang yang
dapat divariasikan frekuensi dan amplitudonya. Hasil
penelitian ini adalah prototipe mekanisme PLTGL metode
pelampung yang dapat menghasilkan energi listrik. Energi
listrik yang dihasilkan ditampilkan dalam grafik
karakteristik yang menyatakan hubungan antara massa
pelampung dan panjang lengan terhadap energy listrik yang
dihasilkan. Semakin panjang lengan, energi listrik yang
dihasilkan semakin besar. Semakin berat massa pelampung
semakin kecil energi listrik yang dihasilkan. Energy listrik
optimum didapat pada massa 0,1 kg dan panjang lengan 45
cm yaitu sebesar 0.03 volt. Effisiensi maksimum sebesar 40%
dihasilkan oleh massa 0,1 kg , panjang lengan 45 cm dan
amplitudo gelombang 0,0403 meter.
Kata Kunci: PLTGL, pelampung apung, panjang lengan,
energy listrik, tegangan, volt.
I. PENDAHULUAN
ndonesia sebagai Negara kepulauan terdiri atas 17.870
pulau. 3000 diataranya merupakan pulau yang
berpenghuni [1]. Dari ribuan pulau tersebut didominasi
oleh pulau-pulau kecil yang dikelilingi oleh lautan.
Masyarakat yang mendiami pulau-pulau kecil menghadapi
masalah akan sulitnya mendapatkan pasokan energi
khususnya energi listrik. Saat ini sumber energi utama
yang menerangi pulau-pulau terpencil adalah bahan bakar
minyak. Namun akhir-akhir ini harga minyak cenderung
mengalami kenaikan setiap tahun. Oleh karena itu perlu
dicari sumber energi alternative murah dan ramah
lingkungan. Beberapa ilmuan telah mengembangkan
berbagai sumber energi alternative untuk daerah-daerah
terpencil seperti energi tenaga matahari, tenaga angin, dan
mikro hidro[2-3]. Salah satu sumber energi yang belum
banyak dimanfaatkan adalah gelombang laut. Energi ini
tersedia melimpah selama 24 jam sehingga dapat
dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik untuk
memenuhi kebutuhan energi masyarakat kepulauan,
bahkan untuk menjadi salah satu sumber energi alternatif
di masa yang akan datang, sebab dapat menghasilkan
energi dihampir seluruh wilayah laut di permukaan bumi.
Secara teoritis[4] energi yang berasal dari gelombang laut
sebesar 8 x 106 TWh/tahun, atau sekitar 100 kali lebih
besar dari seluruh pembangkit listrik tenaga air di planet
bumi. Untuk menghasilkan energi sebanyak itu jika
menggunakan sumber energi fosil, akan menghasilkan 2
juta ton emisi gas CO2.
Pada penelitian ini akan dibuat mekanisme Pembangkit
Listrik Tenaga Gelombang Laut (PLTGL) dengan
menggunakan metode pelampung dalam skala
laboratorium. PLTGL metode pelampung ini diletakkan di
tengah kolam simulasi gelombang dengan frekuensi dan
amplitudo tertentu. Selanjutnya gerakan naik-turun
pelampung akan menggerakkan poros dan akan memutar
generator. Besarnya gerakan naik-turun pelampung akan
ditentukan oleh massa pelampung dan panjang lengan.
Gerakan tersebut akan dikonversi menjadi gerakan searah
dengan memasang one way bearing. Mekanisme PLTGL
metode pelampung ini akan menghasilkan putaran yang
kecil, sehingga harus ditingkatkan rasionya agar
menghasilkan energi listrik yang besar.
Dari uraian di atas, maka penelitian ini tertuju pada
studi eksprimen dan analisa energy listrik yang dihasilkan
mekanisme PLTGL. Dalam penelitian ini dianalisa
karakteristik energy listrik yang dihasilkan oleh variasi
massa pelampung dan panjang lengan oleh mekanisme
PLTGL metode pelampung apung dengan frekuensi dan
amplitude tertentu. Harapan dari penelitian ini adalah
membuat pembangkit listrik dengan memanfaatkan energy
gelombang laut dengan effisiensi yang tinggi.
II. URAIAN PENELITIAN
Pada Tugas akhir ini tahapan-tahapan yang harus
dilakukan sebelum melakukan pengujian adalah sebagai
berikut :
A. Studi Literatur dan Identifikasi Masalah
Studi literatur ini dilakukan agar dapat menambah
wawasan, pengetahuan penulis terhadap materi yang akan
dibahas pada tugas akhir ini. Pada tahap studi literatur
penulis melakukan kajian dan mengambil beberapa teori
STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG
DIHASILKAN MEKANISME PLTGL METODE PELAMPUNG
APUNG DENGAN VARIASI PEMBEBANAN DAN PANJANG
LENGAN
Yulyana Yusnitasari dan Wiwiek Hendrowati
Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: [email protected]
I
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271
2
penunjang dari buku-buku, artikel, jurnal ilmiah, dan tugas
akhir terdahulu. Diharapkan dari hasil studi literatur ini,
penulis dapat menganalisa hasil dari pengujian yang
dilakukan.
Kegiatan yang dilakukan dalam pengidentifikasian
masalah dalam penelitian ini adalah mengetahui kinerja
dari system pelampung Wave Energy Converter dan
bagaimana pengaruh dari variasi pembebanan serta
panjang lengan pelampung dan juga karakteristik
gelombang terhadap output dari kinerja system Wave
Energy Converter .
B. Perencanaan dan Pembuatan Mekanisme
Tahap perencanaan berfungsi untuk membuat desain
alat konverter gelombang laut dengan menggunakan
pelampung berbentuk bola dari bahan plastik dan lengan
pelampung dengan bahan acrylic. Mekanisme model
konversi energi gelombang laut ini terdiri dari 2 buah
pelampung yang akan divariasikan massa nya sebesar 0.1
kg, 0.2 kg, 0.3 kg, memiliki lengan yang akan divariasikan
panjangnya sebesar 35 cm, 40 cm, 45 cm dan dihubungkan
dengan poros.
Gambar 1 Skema Mekanisme PLTGL pada alat Pembuat Gelombang
Dalam percobaan ini gerakan gelombang laut
disimulasikan dengan mekanisme yang menghasilkan
gelombang laut dengan amplitudo dan frekuensi
gelombang tertentu pada kolam berukuran 4,5 m x 1 m x
0.7 m.
C. Pengujian PLTGL
Pada persiapan pengujian, tahap pertama adalah
menguji untuk memastikan mekanisme PLTGL dapat
memutar generator dari mekanisme pembuat gelombang.
Setelah dipastikan mekanisme PLTGL dapat bekerja
selanjutnya memasang PLTGL pada mekanisme pembuat
gelombang yang telah disesuaikan dengan variasi massa
dan panjang lengannya, kemudian mensetting stroke untuk
menentukan ketinggian gelombang, selain itu juga setting
oscilloscope untuk merekam data voltage output dari
PLTGL, dan setting inverter pada motor untuk mengatur
frekuensi. Data yang direkam disimpan pada flasdisk
untuk kemudian diolah di matlab.
D. Pengolahan Data Pengujian
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah
sehingga hasil pengujian ditunjukkan dalam grafik
poengaruh variasi massa pelampung dan pengaruh panjang
lengan terhadap energy listrik yang dihasilkan. Serta
pengaruh ketinggian gelombang terhadap energy listrik
yang dihasilkan.
E. Peralatan yang digunakan
Tabel 1 Spesifikasi Komponen Utama
Bagian Spesifikasi Nilai
Poros
Utama
Bahan ST 37
Dimensi D = 16 mm ;
P= 300 mm
One Way
Bearing
Merk NSK
Dimensi D = 25 mm
Ball
Bearing
Merk NSK
Dimensi D = 16 mm
Gear Box Ratio 1 : 344.2
Torsi 2276 gf.cm
Tabel 2 Spesifikasi Komponen yang Divariasikan
Bagian Spesifikasi Nilai
Pelampung
Bahan Plastik
Dimensi D = 3 inch
Massa 1 0,1 Kg
Massa 2 0,2 Kg
Massa 3 0,3 Kg
Lengan
Bahan Acrylic
Dimensi Lebar 2cm ,
Tebal 8mm
Panjang 1 35 cm
Panjang 2 40 cm
Panjang 3 45cm
III. HASIL DAN ANALISA
A. Perhitungan
a. Power wave[5]
P wave = π .πΒ².π»Β².π
32π
Dimana :
Pwave = Daya Gelombang (watt)
Ο = massa jenis air tawar (1000 kg/mΒ³)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/sΒ²)
H = tinggi gelombang (m)
T = periode gelombang (s)
Dari power tersebut maka akan didapatkan gaya [5] dari
gelombang itu sendiri :
F Wave = ππ€ππ£π π₯ π
π =
π .π .π»Β²
16
Dimana :
Ξ» = panjang gelombang (m)
b. F Generated[5]
Gambar 2 Free body diagram gaya pada pelampung
F generated = β F = ( F wave + F buoyancy) β F gravitasi
= ππ€ππ£π π₯ π
π + ( π. π. πtercelup) β (π. π)
Pelampung
Lengan
Poros Utama
Gearbox
Generator
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271
3
Untuk mengitung volume tercelup adalah sebagai berikut : πbenda
πair=
ππππ’ππ π‘ππππππ’π
ππππ’ππ π‘ππ‘ππ
Volume tercelup = πbenda π₯ πππ π‘ππ‘ππ
πair
= πbenda π₯
4
3ππ3
πair
c. Momen Torsi
Momen dapat dihitung dengan rumus berikut :
ππ‘ = πΉ . π
Dengan memperhitungkan massa lengan maka
persamaan menjadi :
Torsi input = (F generated x L) β ( mLengan x g x πΏ
2)
d. Ξ©(Kecepatan sudut)
Gambar 3 Free body digram gaya pada mekanisme
β Mo = I Ξ±
MgL cos Ο΄ + mg πΏ
2 cos Ο΄ - Fwave L cos Ο΄ - Fboy L cos
Ο΄= (Ip + IL ) Ξ±
(Mg + mg
2 - Fwave - Fboy ) L cos Ο΄ = (Ip + IL ) Ξ±
Ξ± = (Mg +
mg
2 β Fwave β Fboy ) L cos Ο΄
Ip + IL
Ξ± = (Mg +
mg
2 β Fwave β Fboy ) L cos Ο΄
ML Β² +1
3mL Β²
dΟ = Ξ± dt
dΟ = Ξ± dt
Ο = Ξ± x t Dimana waktu yang dibutuhkan untuk menempuh
pergerakan pelampung dari atas kebawah membutuhkan
waktu setengah dari periode (T) atau 2
π .
Sehingga : Ο = 2Ξ±
π
Ο = 2 (Mg +
mg
2 β Fwave β Fboy ) L cos Ο΄
π ML Β² +1
3mL Β²
e. Daya (watt)
P = Ο x Ο
Dimana :
P = daya (watt)
Ο = momen torsi (Nm (newton meter))
Ο = kecepatan sudut (rad/sec)
B. Pengaruh variasi massa pelampung dan panjang
lengan (teoritis)terhadap energy listrik yang
dihasilkan
Gambar 4 Grafik teoritis pengaruh variasi massa
Grafik diatas merupakan grafik daya (watt) terhadap
variasi massa pelampung dan ketinggian gelombang (H).
Dari grafik tersebut menunjukkan semakin berat massa
pelampung, daya yang dihasilkan semakin kecil dan
semakin tinggi gelombang maka semakin besar daya yang
dihasilkan.
Berdasarkan teori semakin besar H maka akan semakin
besar pula energy yang dihasilkan:
F Wave = ππ€ππ£π π₯ π
π =
π .π.π»2
16
Dari persamaan tersebut nilai H berbanding lurus dengan
gaya ombak yang dihasilkan. Semakin besar H maka
semakin besar gaya ombak yang dihasilkan. Sedangkan
untuk mendapatkan gaya yang dibangkitkan oleh
mekanisme yaitu :
F generated = β F = ( F wave + F buoyancy) β F gravitasi
F wave berbanding lurus dengan F generated sedangkan
F gravitasi berbanding terbalik dengan F generated.
Sehingga semakin besar F wave maka Gaya yang
dibangkitkan semakin besar sedangkan semakin besar F
gravitasi maka gaya yang dibangkitkan semakin kecil.
Dimana gaya gravitasi adalah perkalian massa dengan
percepatan gravitasi. Oleh karena itu semakin besar massa
pelampung yang digunakan maka semakin kecil gaya yang
dibangkitkan.
Gambar 5 Grafik teoritis pengaruh variasi pelampung
Grafik diatas merupakan grafik daya (watt) terhadap
variasi panjang lengan dan ketinggian gelombang (H).
Dari grafik tersebut menunjukkan semakin panjang lengan
pelampung, daya yang dihasilkan semakin besar dan
semakin tinggi gelombang maka semakin besar daya yang
dihasilkan.
Berdasarkan teori semakin panjang lengan maka semakin
besar torsi yang dihasilkan:
ππ‘ = πΉ . π
Dari persamaan tersebut semakin besar F generated maka
akan semakin besar torsi yang dihasilkan, dan semakin
panjang lengan maka akan semakin besar pula torsi yang
dihasilkan:
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271
4
P = Ο x Ο
C. Pengaruh Variasi massa terhadap Voltage RMS yang
dihasilkan (Eksperimen)
Tabel 3 Nilai Voltage RMS Pengaruh Variasi Massa Pelampung
terhadap Energi Listrik yang dihasilkan
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa semakin besar
massa pelampung maka nilai volt RMS semakin kecil.
Dan semakin besar tinggi gelombang volt RMS semakin
besar. Hal tersebut dapat dilihat lebih jelas pada grafik
dibawah :
Gambar 6 Grafik daya dengan variasi massa pelampung pada L1 dan H1
Grafik diatas merupakan grafik tegangan dalam satuan
volt (V) versus time dalam detik (s), dengan variasi massa
, sedangkan panjang lengan dan tinggi gelombang tetap.
Grafik dengan kode M1L1H1 adalah grafik voltage versus
time untuk massa pelampung 0,1 kg , grafik dengan kode
M2L1H1 adalah grafik voltage versus time untuk massa
pelampung 0,2 kg, grafik dengan kode M3L1H1 adalah
grafik voltage versus time untuk massa pelampung 0,3 kg.
Gambar 7 Grafik daya dengan variasi massa pelampung pada L1 dan H2
Grafik diatas merupakan grafik tegangan dalam satuan
volt (V) versus time dalam detik (s), dengan variasi massa
, sedangkan panjang lengan dan tinggi gelombang tetap.
Grafik dengan kode M1L1H2 adalah grafik voltage versus
time untuk massa pelampung 0,1 kg , grafik dengan kode
M2L1H2 adalah grafik voltage versus time untuk massa
pelampung 0,2 kg, grafik dengan kode M3L1H2 adalah
grafik voltage versus time untuk massa pelampung 0,3 kg.
D. Pengaruh Variasi penjang lengan terhadap Voltage
RMS yang dihasilkan (Eksperimen)
Tabel 4 Nilai Voltage RMS Pengaruh Variasi Massa Pelampung terhadap Energi Listrik yang dihasilkan
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa semakin panjang
lengan maka nilai volt RMS semakin besar. Dan semakin
besar tinggi gelombang volt RMS semakin besar. Hal
tersebut dapat dilihat lebih jelas pada grafik dibawah :
Gambar 8 Grafik daya dengan variasi panjang lengan pada M1 dan H1
Grafik diatas merupakan grafik tegangan dalam satuan
volt (V) versus time dalam detik (s), dengan variasi massa
, sedangkan panjang lengan dan tinggi gelombang tetap.
Grafik dengan kode M1L1H1 adalah grafik voltage versus
time untuk panjang lengan 35 cm , grafik dengan kode
M1L2H1 adalah grafik voltage versus time untuk panjang
lengan 40 cm, grafik dengan kode M1L3H1 adalah grafik
voltage versus time untuk panjang lengan 45 cm.
Gambar 9 Grafik daya dengan variasi panjang lengan pada M1 dan H2
Grafik diatas merupakan grafik tegangan dalam satuan
volt (V) versus time dalam detik (s), dengan variasi massa
, sedangkan panjang lengan dan tinggi gelombang tetap.
Grafik dengan kode M1L1H2 adalah grafik voltage versus
time untuk panjang lengan 35 cm , grafik dengan kode
M1L2H2 adalah grafik voltage versus time untuk panjang
lengan 40 cm, grafik dengan kode M1L3H2 adalah grafik
voltage versus time untuk panjang lengan 45 cm.
E. Pengaruh Variasi Massa Pelampung dan Panjang
Lengan terhadap Energi Listrik yang dihasilkan
Tabel 4 Daya hasil eksperimen pada variasi massa pelampung dan
panjang lengan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271
5
Gambar 12 Grafik pengaruh variasi massa pelampung terhadap energy
listrik yang dihasilkan
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa besarnya massa
pelampung dan ketinggian gelombang mempengaruhi
energy listrik yang dihasilkan. Hal tersebut sesuai dengan
teori bahwa semakin besar H maka akan semakin besar
pula energy yang dihasilkan:
F Wave = ππ€ππ£π π₯ π
π =
π .π.π»2
16
Dari persamaan tersebut nilai H berbanding lurus dengan
gaya ombak yang dihasilkan. Semakin besar H maka
semakin besar gaya ombak yang dihasilkan. Sedangkan
untuk mendapatkan gaya yang dibangkitkan oleh
mekanisme:
F generated = β F = ( F wave + F buoyancy) β F gravitasi
F wave berbanding lurus dengan F generated sedangkan F
gravitasi berbanding terbalik dengan F generated.
Sehingga semakin besar F wave maka Gaya yang
dibangkitkan semakin besar sedangkan semakin besar F
gravitasi maka gaya yang dibangkitkan semakin kecil.
Dimana gaya gravitasi adalah perkalian massa dengan
percepatan gravitasi. Oleh karena itu semakin besar massa
pelampung yang digunakan maka semakin kecil gaya yang
dibangkitkan.
Gambar 13 Grafik pengaruh variasi panjang lengan terhadap energy
listrik yang dihasilkan
Grafik diatas merupakan grafik daya (watt) dengan
variasi panjang lengan dan ketinggian gelombang. Dari
grafik tersebut dapat dilihat bahwa panjang lengan pada
eksperimen berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan,
yaitu semakin panjang lengan pelampung maka semakin
besar daya yang dihasilkan baik pada ketinggian 1 dan
juga ketinggian 2. Dapat dilihat bahwa besarnya daya pada
variasi ketinggian H2 cenderung lebih besar dari pada H1.
Hal tersebut sesuai dengan teori bahwa semakin besar H
maka akan semakin besar pula energy yang dihasilkan:
F Wave = ππ€ππ£π π₯ π
π =
π .π.π»2
16
Dari persamaan tersebut nilai H berbanding lurus
dengan gaya ombak yang dihasilkan. Semakin besar H
maka semakin besar gaya ombak yang dihasilkan.
Sedangkan untuk mendapatkan gaya yang dibangkitkan
oleh mekanisme:
F generated = β F = ( F wave + F buoyancy) β F gravitasi
F wave berbanding lurus dengan F generated sehingga
semakin besar F wave maka Gaya yang dibangkitkan
semakin besar. F generated dan panjang lengan berbanding
lurus dengan torsi , dimana :
ππ‘ = πΉ . π
Semakin besar F generated maka akan semakin besar torsi
yang dihasilkan, dan semakin panjang lengan maka akan
semakin besar pula torsi yang dihasilkan.
F. Pengaruh Variasi Massa Pelampung dan panjang
lengan terhadap Energi Listrik yang dihasilkan (Teori
vs Eksperiment)
Gambar 14 Grafik variasi massa pada H1 dan H2
Pada grafik diatas terlihat energy listrik yang didapatkan
dari hasil eksperimen lebih kecil jika dibandingkan dengan
perhitungan secara teoritis. Secara teoritis energy listrik
pada saat H2 lebih tinggi dibandingkan dengan H1.
Terlihat secara teoritis pada massa 0.1 kg menghasilkan
energy listrik paling besar dan massa 0.3 kg menghasilkan
energy listrik paling kecil. Pada eksperimen energy listrik
paling besar juga dihasilkan oleh massa 0.1 kg.
Berdasarkan teori semakin besar H maka akan semakin
besar pula energy yang dihasilkan:
F Wave = ππ€ππ£π π₯ π
π =
π .π .π»2
16
Dari persamaan tersebut nilai H berbanding lurus
dengan gaya ombak yang dihasilkan. Semakin besar H
maka semakin besar gaya ombak yang dihasilkan.
Sedangkan untuk mendapatkan gaya yang dibangkitkan
oleh mekanisme :
F generated = β F = ( F wave + F buoyancy) β F gravitasi
F wave berbanding lurus dengan F generated sedangkan F
gravitasi berbanding terbalik dengan F generated.
Sehingga semakin besar F wave maka Gaya yang
dibangkitkan semakin besar sedangkan semakin besar F
gravitasi maka gaya yang dibangkitkan semakin kecil.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271
6
Dimana gaya gravitasi adalah perkalian massa dengan
percepatan gravitasi. Oleh karena itu semakin besar massa
pelampung yang digunakan maka semakin kecil gaya yang
dibangkitkan.
Pada grafik perbandingan perhitungan energy listrik
yang dihasilkan secara teoritis dan eksperiment diatas
terlihat dari grafik teoritis bahwa semakin besar massa
pelampung maka energy listrik yang dihasilkan semakin
kecil. Pada grafik eksperiment trendline tersebut tidak
terlihat jelas karena nilai nya yang jauh lebih kecil dari
pada teoritis. Hal tersebut bisa terjadi karena beberapa
factor looses ataupun gesekan-gesekan yang terjadi yang
tidak diperhitungkan.
Gambar 14 Grafik variasi panjang lengan pada H1 dan H2
Pada grafik diatas terlihat energy listrik yang didapatkan
dari hasil eksperimen lebih kecil jika dibandingkan dengan
perhitungan secara teoritis. Secara teoritis energy listrik
pada saat H2 lebih tinggi dibandingkan dengan H1.
Terlihat secara teoritis pada L3 menghasilkan energy
listrik paling besar dan L1 menghasilkan energy listrik
paling kecil. Pada eksperimen energy listrik paling besar
juga dihasilkan oleh L3.
Berdasarkan teori semakin besar H maka akan semakin
besar pula energy yang dihasilkan:
F Wave = ππ€ππ£π π₯ π
π =
π .π.π»2
16
Dari persamaan tersebut nilai H berbanding lurus dengan
gaya ombak yang dihasilkan. Semakin besar H maka
semakin besar gaya ombak yang dihasilkan. Sedangkan
untuk mendapatkan gaya yang dibangkitkan oleh
mekanisme:
F generated = β F = ( F wave + F buoyancy) β F gravitasi
F wave berbanding lurus dengan F generated sehingga
semakin besar F wave maka Gaya yang dibangkitkan
semakin besar :
ππ‘ = πΉ . π
Semakin besar F generated maka akan semakin besar torsi
yang dihasilkan, dan semakin panjang lengan maka akan
semakin besar pula torsi yang dihasilkan.
Pada grafik perbandingan perhitungan energy listrik
yang dihasilkan secara teoritis dan eksperiment diatas
terlihat dari grafik teoritis bahwa semakin panjang lengan
maka energy listrik yang dihasilkan semakin besar. Pada
grafik eksperiment semakin besar L semakin besar pula
energy yang dihasilkan, namun trendline nya tidak terlihat
jelas karena nilai nya yang jauh lebih kecil dari pada
teoritis. Hal tersebut bisa terjadi karena beberapa factor
looses ataupun gesekan-gesekan yang terjadi yang tidak
diperhitungkan.
G. Effisiensi PLTGL Metode Pelampung Apung
Tabel 5 Effisiensi Mekanisme
Tabel diatas merupaka table effisiensi mekanisme
PLTGL metode pelampung apung dengan variasi massa
pelampung dan panjang lengan. Effisiensi paling besar
terdapat pada variasi massa 0,1 kg , panjang lengan 45 cm
dan ketinggian gelombang nya 0,13 meter yaitu sebesar 40
% dan effisiensi paling rendah terdapat pada variasi massa
0,2 kg panjang lengan 35 cm dan tinggi gelombang 0,15
meter yaitu sebesar 11 %.
IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Berdasarkan hasil eksperiment semakin besar massa
pelampung maka energy yang dihasilkan semakin kecil
dan semakin panjang lengan maka semakin besar energy
listrik yang dihasilkan sesuai dengan teori bahwa gaya
grafitasi berlawanan dengan gaya ombak dan gaya apung
sehingga semakin besar massa pelampung semakin kecil
gaya bangkitan yang dihasilkan. Daya yang paling besar
dihasilkan oleh massa 0,1 kg dan panjang lengan 45 cm
dan pada ketinggian 0.107 meter, yaitu sebesar 13,65
mWatt. Ketinggian amplitude mempengaruhi energy
listrik yang dihasilkan , semakin besar amplitude semakin
besar pula energy listrik yang dihasilkan, berdasarkan
perumusannya ketinggian (H) berbanding lurus dengan
gaya ombak yang dihasilkan, sehingga semakin tinggi
gelombang maka gaya ombak yang dihasilkan semakin
besar. Effisiensi prototype PLTGL metode pelampung
apung ini paling besar dihasilkan oleh massa 0,1 kg ,
panjang lengan 45 cm dan ketinggian 0,806 meter yaitu
sekitar 40% .
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis,Yulyana Yusnitasari, mengucapkan terima kasih
kepada dosen pembimbing dan pembahas yang telah
memberikan kritik dan saran untuk penulisan artikel ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada keluarga
besar penulis yang memberikan dukungan baik secara
moral dan finansial.
DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Josefsson, A. Berghuvud, K. Ahlin, G. Broman, European Wave
and Tidal Energy Conference, Southampton, UK, 2011. [2] R.E. Harris, L. Johanning, J. Wolfram, The 3rd International
Conference on Marine Renewable Energy, Blyth, UK., 2004,
p.180. [3] Y. Yu, Y. Li, The 30th International Conference on Ocean,
Offshore, and Arctic Engineering, Rotterdam, The Netherlands,
2011. [4] G. Nunes, D. Valerio, Pedro Beirao, Jose Sa da Costa, Proceeding
IFAC Conference on Control Methodologies and Technology for
Energy Efficiency, Vilamaura, Portugal, 2010, p.326.
[5]McCormick,M.E,,1981. βOcean Wave Energy
Conversionβ. Wiley,New York.