~•'tAt::an dan Penguj ian Prototipe Generator ~rnno1Pk1~rik
Berbahan Bakar Gas
Oleh: Andreas S. Taryono Made R.S.S.N. Ayub
lSSN 1978 - 2365
Vol. 11 No.1 Juni 2012
KETENAGALISTRIKAN DAN EN ERGI TERBARUKAN
Susunan Redaksi
Pembina
': lr. Hartono
Pemimpin Redaksi : S.D. Natalina , S.H. , M. M. Redaksi
: lr. Marhento Wintolo, M.Eng. : M. lndra AI lrsyad , S.T. , M. S.E., M.A .
•1 -
: Hertiyo Sembodo, S.T. , M.T. : Dian Galuh Cendrawati , S. T. , M. Sc. : Ferry I. Sadikin, M.E. : Arfie lkhsan Firmansyah , S.T., M.T. : Slamet, S.T., M.T. : Nanda Avianto Wicaksono , S.T., M.T. Desain Gratis
: Bono Pranoto, S.T. , M.T. : Tweeda Augusta Fitarto , S.T. : Maria Rosalind Munthe, S. Kom. : Andriya nto, S.T.
Sekretariat
: lr. Dwi Martone : Kuspriyadi, S.E. : Otto Ann e N.D.S, S.H. : Wijo
•
Mitra Bestari
• • • •
Prof. Dr-ing . lr. Harwin Saptoadi , M.S.E. (Teknik Mesin dan lndustri)
• • • •
Dr. Eng. Yunus Daud Dipi.Geotherm .Tech., M.Sc. (Geofisika dan Panas Bumi)
• •
·'
Prof. Tjandra Setiadi, Ph.D. (Teknik Kimia dan Lingkungan Hidup) Prof. (r) Dr. Suprajitno Munadi (Teknik Perminyakan dan Geofisika) Prof. (r) lr. Sahat Pakpahan, IPM , M. M., APU. (Fisika dan Teknologi Terapan)
Dr. Maria Fransisca Soetanto, Dipl.lng, M.T. (Konversi Energi dan Aeronotika) '
Dr. lr. Yoyon Ahm udiarto, IPM , M.Sc., IPM. (Teknik Tenaga Listrik) Dr. lr. Verina J. Wargadalam, M.T. (Teknik Kimia dan Konservasi Energi) Dr. lndah Rachmatiah Siti Salami (Teknik Lingkungan Hidup) Dr. lr. Purwanto, DEA. (Teknik Kimia)
..
Fauzun , ST., M.T. ., Ph.D (Teknik Mesin dan Konversi Energi)
•
Sarjiya, ST, M.T. , Ph.D. (Teknik Elektro)
•
lr. Endra Joelianto, Ph.D. (Fisika)
•
Ary Syahriar, DIC . (Fisika, Elektro, dan Fiber Optik)
•
lr. Didi Sukaryadi , Dipl. Gthm. (Panas Bumi)
•
lr. Ali Ashat, Dipl. Gthm. En. Tech. (Panas Bumi)
•
lr. Bonggas L. Tobing (Teknik Elektro)
•
•
PENGANTAR REDAKSI
Pembaca yang budiman, Senantiasa puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, hanya karena kasih dan karuniaNYA, maka karni dapat menyajikan beragam informasi ilmiah yang terangkum dalam majalah "Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan" Edisi 11 , Volume 1, Juni 2012 ini. Pot(insi air sebagai sumber daya pembangkit energi listrik yang melimpah serta ramah lingkungan masih menjadi primadona di negeri ini. PLTMH sejak lama telah dimanfaatkan, mengingat potensi yang cukup berlimpah. Terutama di daerah yang betum terjangkau oleh listrik yang disediakan PT PLN. Selain air, pemanfaatan gas dan energi surya sebagai sumber daya pembangkit energ1 listrik berpotensi untuk terus dikembangkan karena ramah lingkungan. Dengan penelitian pengembangan buck converter diharapkan dapat membantu proses efisiensi energi pada aplikasi PLTS. Teknologi yang berkaitan dengan energi air dan gas sudah dimanfaatkan sejak lama, namun masih diperlukan adanya inovasi teknologi demi tercapainya peningkatan efisiensi dan keandalan pelayanan yang semakin baik. Singkat kata teknologi energi ketenagalistrikan perlu dikembangkan terus, guna menunjang penelitian dalam bidang konversi energi maupun konservasi energi, sehingga masih diperlukan perbaikan secara terus menerus.
Pemerhati Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan yang terhormat, Pada edisi ini, "Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan" mengulas tentang inovasi teknologi dalam hal pemakaian kontroler analog menjadi digital supaya sistem kerja pembangkit lebih akurat dan optimal. Penelitian ini be1tujuan untuk menjaga kesinambungan operasi pembangkit tersebut. Selain penelitian operasi pembangkit, penelitian ketersediaan peta potensi Mikro Hidro sangat diperlukan. Dalam rangka penyusunan peta area potensi Mikro Hidro yang lebih baik, penggunaan data Shuttle Radar Tophography Mission Digital Elevation Model (SRTM DEM) dan data Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) sangat membantu.
Berkaitan dengan penelitian pembangkit mikro hidro, maka suatu PL TMH perlu diuji kelaikan kinerjanya. Evaluasi kinerja PLTMH Kombongan dilakukan untuk menjamin keandalan serta efisiensinya. Untuk mendukung keandalan operasi PLTMH, penelitian sis tern kontrol pada PLTMH baik yang satu fasa maupun tiga fasa memerlukan inovasi teknologi kearah digitalisasi dengan sistem proteksi dan kehandalan yang baik. Penelitian dalam bidang ini diharapkan dapat meningkatkan kehandalan PLTMH dan mudah diaplikasikan untuk masyarakat di daerah pedesaan pada umurnnya serta merupakan tantangan yang cukup menarik bagi industri dan peneliti untuk meningkatkan kinerja pembangkit mikro hidro. '·
Demikian juga penelitian perancangan, pembuatan, dan pengujtan prototipe generator Termoelektrik berbahan bakar gas perlu dilakukan sebagai upaya pengembangan inovasi teknologi berbahan bakar gas. Akhir kata, kami mengucapkan terima kasih kepada penulis naskah ilmiah yang telah menyumbangkan tulisannya, · dan semua pihak yang membantu terselesaikannya majalah ilmiah ini. Semoga terbitan ini bermanfaat bagi pembangunan nasional bangsa Indonesia pada khususnya, dan bagi ilmu pengetahuan dan teknologi pada umurnnya.
Jakarta,
Juni 201 2
Salam,
Dewan Redaksi
ISS I\ I 97X- 2365
Vol. II '\Jo.l .luni :!0 12
KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN OA FTAR lS I Pcrancangan.
Pcmbuatan,
dan
Pcngujian
Prototipc
(icn~
Tcrmockktrik Bcrbahan Uakar Gas 0/eh . fndrem S.. Tarnmo. dan .\lad<· R \ <; \' Ayuh
I
1-10
I Rancang Uangun Regulator Tcgangan Manual Dcngan Fitur lntcrloc~ Untuk PLTA Kapa>itns 9M VA 0/eh · l:.sliko Rijamo
I
I 1-26
Evaluasi Ku1crja Pcmbangkit Listnk Tcnaga :vt ikrohidro (PLTMI I) Studi Kasus: PLTMH Kombongan Kah. (iarut. Jawa Barat Oleh Suhhan .'Vafi,, . fkhar Berlitm Ji·1 Anggono. dan lla.wm
27-40
:1/ahum Pcmanfaatan Data SRTM DEM dan TR'vtM Untu~ Mcmbuat Pcta Area l'otcnsi M ikrohidro Indonesia
4 I -52
0/eh · 1/ari Soekamo. Henuy F Dicflls. Roc/mum lsdnYIIIIo Rancang Bangun Buck Com·erler I 2 \'oil 60 .\mpcre Mcnggunakan
53-66
P-Channc l Mosfc1 Dan 1GB Tipc 0/eh · Klwlif Aluuli Pengcntlali Bcban Elcktronik Tiga Fa'a \1enggunabn Mikro Kontrollcr Pada Pemhangki t Listrik Mikrohidro (PLTMII) 1
67-80
0/eh · Slamel
-
111
..
. .. \
"Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan" ini terbit berkala 2 kali setahun (Juni, Desember) Diterbitkan pertama kali pada tahu n 2002 dengan nama Publikasi P3TEK Alamat Red aksi/ Penerbit: BIDANG AFILIASI DAN INFORMAS I, SUB BIDANG INFORMASI PUSLITBANG TEKNOLOG I KETENAGALISTRIKAN, ENERGI BARU , TERBARU KAN, DAN KONSERVASI ENERGI Jl. Raya Ciledug Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 Telepon (62-21) 7203530, Fa ksimili : (62-21) 7203525 Email :majalah
[email protected] ,redaksi@puslitbang .kebtke .esdm .go.id
Ketenaga1istrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 1 Juni 2012: 1- 10
ISSN 1978-2365
PERANC~ GAN,
PEMBUATAN DAN PENGUJIAN PROTOTIPE GENERATOR TERMOELEKTRIK BERBAHAN BAKAR GAS
THE DESIGN, CONSTRUCTION AND TESTING OF A GAS-FUELLED THERMOELECTRIC GENERATOR PROTOTYPE Andreas Setiawan '), Taryono2l, Made R.S.S.N Ayub 3) Program Pendidikan Fisika dan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Jalan Diponegoro 52-60 Salatiga 50711 andre
[email protected]
ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk merancang dan membuat TEG (Thermoelectric Generator) berbahan bakar gas serta melakukan pengujiari performa dari prototipe yang dihasilkan. TEG dibuat menggunakan empat modul termoelektrik, sebagai reservoir dingin digunakan aliran air sedangkan . reservoir panas menggunakan bahan aluminium dengan sepu1uh sirip dan pembakar gas. Pengujian TEG dilakukan pada beberapa variasi laju aliran masa bahan bakar 0,0083 g/menit, 0,027 g/menit, 0,062 g/menit, dan 0,218 g/menit. Pengujian dilakukan dengan mengukur tegangan beban, suhu reservoir panas, dan suhu reservoir dingin yang kemudian dianalisa untuk mendapatkan nilai daya yang dihasilkan dan efisiensi generator. Dari hasil uji coba didapatkan bahwa semakin besar laju aliran massa gas, ternyata efisiensi generator justru menurun, meskipun daya yang dihasilkan mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan rancangan pembakar gas yang tidak optimal sehingga tidak semua gas terbakar sempurna, akibatnya sebagian energi tidak terkonversi. Meskipun demikian prototipe mampu mendapatkan efisiensi yang cukup tinggi sampai dengan 12, 12 % dan daya maksimal 2,2 Watt. Pada rentang temperatur pehgujian nilai koefisien Seebeck rata-rata dari modul termoelektrik terukur sebesar 62,3 ll V/K. Kata kunci : termoelektrik generator (TEG), gas butana, performa konversi energi
ABSTRA CT
This research aims to design gas fueled TEG prototype and tests its p erformance. TEG is made of thermoelectric module as the coolant, while the hot side uses ten-stripped aluminum. TEG testing is done in various gas burning speeds: 0.0083 g/minute, 0.02 7 g/minute, 0.062 g/minute, and 0.218 g/minute. TEG testing is performed by measuring load voltage and the temperature of the cold and hot sides, from which it is analyzed subsequently to find the power and efficiency of the TEG. Result of the experimen t shows that the faster gas burning speed, the lower the efficiency of TEG, even though the power increases. Maximum efficiency reached in the experiment is 12.12 % and maximum power is 2.2 Watt. Average Seebeck coefficient of the thermoelectric module is 62.3 f.1 V/K. The higher the Seebeck coefficient value the better the TEG p erformance. Key words : thermoelectric generator, butane, energy conversion performance
Diterima redaksi: 29 Maret 2012, dinyatakan layak rpuat
25 Mei 2012
