studi eksperimen dan analisa energi listrik yang...

6
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

Upload: phungdan

Post on 22-Jun-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-36013-2112105047-paper.pdfmenghasilkan energi listrik yang besar. Dari uraian di atas, maka penelitian

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

Page 2: STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-36013-2112105047-paper.pdfmenghasilkan energi listrik yang besar. Dari uraian di atas, maka penelitian

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 = 𝜌 .𝑔².𝐻².𝑇

32πœ‹

Dimana :

Pwave = Daya Gelombang (watt)

ρ = massa jenis air tawar (1000 kg/m³)

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 = π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† =

𝜌 .𝑔 .𝐻²

16

Dimana :

Ξ» = panjang gelombang (m)

b. F Generated[5]

Gambar 2 Free body diagram gaya pada pelampung

F generated = βˆ‘ F = ( F wave + F buoyancy) – F gravitasi

= π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† + ( 𝜌. 𝑔. 𝑉tercelup) βˆ’ (𝑀. 𝑔)

Pelampung

Lengan

Poros Utama

Gearbox

Generator

Page 3: STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-36013-2112105047-paper.pdfmenghasilkan energi listrik yang besar. Dari uraian di atas, maka penelitian

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

3

Untuk mengitung volume tercelup adalah sebagai berikut : 𝜌benda

𝜌air=

π‘‰π‘œπ‘™π‘’π‘šπ‘’ π‘‘π‘’π‘Ÿπ‘π‘’π‘™π‘’π‘

π‘‰π‘œπ‘™π‘’π‘šπ‘’ π‘‘π‘œπ‘‘π‘Žπ‘™

Volume tercelup = 𝜌benda π‘₯ π‘‰π‘œπ‘™ π‘‘π‘œπ‘‘π‘Žπ‘™

𝜌air

= 𝜌benda π‘₯

4

3πœ‹π‘Ÿ3

𝜌air

c. Momen Torsi

Momen dapat dihitung dengan rumus berikut :

𝑀𝑑 = 𝐹 . π‘Ÿ

Dengan memperhitungkan massa lengan maka

persamaan menjadi :

Torsi input = (F generated x L) – ( mLengan x g x 𝐿

2)

d. Ξ©(Kecepatan sudut)

Gambar 3 Free body digram gaya pada mekanisme

βˆ‘ Mo = I Ξ±

MgL cos ϴ + mg 𝐿

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 βˆ’ Fwave βˆ’ Fboy ) L cos Ο΄

Ip + IL

Ξ± = (Mg +

mg

2 βˆ’ Fwave βˆ’ Fboy ) L cos Ο΄

ML Β² +1

3mL Β²

dω = α dt

dω = α dt

Ο‰ = Ξ± x t Dimana waktu yang dibutuhkan untuk menempuh

pergerakan pelampung dari atas kebawah membutuhkan

waktu setengah dari periode (T) atau 2

𝑓 .

Sehingga : Ο‰ = 2Ξ±

𝑓

Ο‰ = 2 (Mg +

mg

2 βˆ’ Fwave βˆ’ Fboy ) L cos Ο΄

𝑓 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 = π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† =

𝜌 .𝑔.𝐻2

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 = βˆ‘ F = ( F wave + F buoyancy) – 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:

𝑀𝑑 = 𝐹 . π‘Ÿ

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:

Page 4: STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-36013-2112105047-paper.pdfmenghasilkan energi listrik yang besar. Dari uraian di atas, maka penelitian

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

Page 5: STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-36013-2112105047-paper.pdfmenghasilkan energi listrik yang besar. Dari uraian di atas, maka penelitian

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 = π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† =

𝜌 .𝑔.𝐻2

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 = βˆ‘ F = ( F wave + F buoyancy) – 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 = π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† =

𝜌 .𝑔.𝐻2

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 = βˆ‘ F = ( F wave + F buoyancy) – 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 :

𝑀𝑑 = 𝐹 . π‘Ÿ

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 = π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† =

𝜌 .𝑔 .𝐻2

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 = βˆ‘ F = ( F wave + F buoyancy) – 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.

Page 6: STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK YANG ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-36013-2112105047-paper.pdfmenghasilkan energi listrik yang besar. Dari uraian di atas, maka penelitian

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 = π‘ƒπ‘€π‘Žπ‘£π‘’ π‘₯ 𝑇

πœ† =

𝜌 .𝑔.𝐻2

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 = βˆ‘ F = ( F wave + F buoyancy) – F gravitasi

F wave berbanding lurus dengan F generated sehingga

semakin besar F wave maka Gaya yang dibangkitkan

semakin besar :

𝑀𝑑 = 𝐹 . π‘Ÿ

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. β€œOcean Wave Energy

Conversion”. Wiley,New York.