Analisis Dinamik Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Sistem Bandul (PLTG SB) dalam Gelombang Regular

Analisis Dinamik Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Sistem Bandul (PLTG SB) dalam Gelombang Regular

Untuk dipresentasikan dalam Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) X Ikatan Sarjana Oseanologi Indonesia (ISOI) 2013 Jakarta 11 – 12 November

Pemakalah 1

Shade Rahmawati, S.T., M.T.

2

Dr.Eng. Rudi Walujo Prastianto, ST., MT.

3

Prof. Eko Budi Djatmiko, M.Sc., Ph.D.

Faculty of Marine Technology, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya

Outline 1

Pendahuluan

2

Metodologi Penelitian

3

Analisis dan Pembahasan

4

Kesimpulan

1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang

a. Kebutuhan energi dunia yang kian meningkat Sumber: BP Statistical Review of World Energy June 2010

128.2 Million Tonnes (2009) 124.7 Million Tonnes (2008) 119.4 Million Tonnes (2007) 115.7 Million Tonnes (2006)

1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang

Rasio Elektrifikasi Indonesia 2012 ± 74% (ESDM,2012) Cadangan Minyak Indonesia ± 12 tahun Cadangan Gas Indonesia ± 32 tahun (ReforMiner,2012)

1. Pendahuluan

1.2. Perumusan Masalah

a) Bagaimana persamaan gerak sistem PLTG-SB b) Bagaimana pengaruh perbedaan panjang lengan bandul terhadap gerakan sistem PLTG-SB dan gaya torsi yang dihasilkan? (c)Bagaimana pengaruh perbedaan massa bandul terhadap gerakan PLTGSB dan gaya torsi yang dihasilkan?

1. Pendahuluan 1.3. Tujuan dan Manfaat

Pengembangan PLTGL-SB dengan mengidentifikasi parameter-parameter penentu kinerja sistem yang tepat terhadap mekanisme gerak ponton berkaitan dengan keberadaan bandul horizontal di atasnya. Pengembangan teknologi yang sudah ada serta memaksimalkan potensi sumber daya laut dalam bentuk gelombang untuk pemenuhan kebutuhan energi di Indonesia

1. Pendahuluan 1.3. Batasan Masalah

Model ponton yang digunakan berbentuk balok dengan dimensi tertentu dengan didasarkan pada standar stabilitas bangunan apung. ● Gerakan sistem ponton dibatasi pada satu derajat kebebasan yaitu gerakan mengayun yang berporos sumbu X. ● Perairan di sekitar model silinder sebagai fluida homogen, non-viscid, dan incompressible, serta berupa aliran irrotational. ●

1. Pendahuluan 1.3. Batasan Masalah

Kelelahan struktur tidak diperhitungkan. ● Gaya gesek antara bandul dan permukaan ponton diabaikan. ● Penyerapan energi gelombang oleh frame diabaikan ●

2. Metodologi Penelitian Step 1

Step 2

Goal!

Variasi Massa

Studi Literatur dan

Model Analitik

Pengumpulan

dan Numerik

Data

Step 3

dan Panjang Lengan Bandul, Analisa Hasil

Kesimpulan

2. Metodologi Penelitian

Gambar 1. Model Ponton dan Sistem Bandul


Gambar 2. Model Analitik Ponton dan Bandul Tampak Isometrik


Gambar 3. Model Analitik Ponton dan Bandul Tampak Samping

4. Analisis & Pembahasan 4.1. Persamaan Gerak Sistem Metode Lagrange d ϑT ϑT ϑV − + =Q , i=1,2,. .. , n dt ϑ q˙i ϑ q i ϑ q˙i

( )

Generalized coordinates : q1 → θ, q2 → α Energi Kinetik : 1 T 1= m1 ( x˙21 + y˙ 21 ) 2

1 T 2= m2 ( x˙22 + y˙22 ) 2

Energi Potensial : V 1 =(m1 +m 2 ) g BM (1−cos θ) V 1=m2 g L cos α sin θ Gaya Non-konservatif: 1 1 Q 1 =δ W nc= p− c z˙1 = p− c sin 2θ BM θ˙ 2 2

4. Analisis & Pembahasan 4.1. Persamaan Gerak Sistem

Persamaan Gerak Sistem : 2 ¨ θ˙2 −1)− θ¨2 (4 θ2 −1)]+(m1 +m2 )g⋅BM⋅θ=Q1 m1 BM [ θ(4 ˙ θ˙ θ¨ BM −L α˙ α¨ θ)+BM ˙ ¨ α˙ L) ]−m 2 L α˙ θ˙ [ 2 θ˙ θ¨ BM −L θ˙ α¨ ] m2 [ 2 BM θ⋅(2 (BM θ+ ˙ BM θ θ−L ˙ ˙ ˙ BM θ θ+2 ˙ BM θ−L ˙ −m2 L( L θ+2 θ α α)⋅(−Lθ θ+L θ+2 α α) ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ BM θ θ−L ˙ +m 2 (BM θ−(θ+α) L)⋅(−4 BM θ θ+(α θ−1) L)−m2 (L θ+2 α θ α) ˙ ˙ ˙ (−L α θ−L α θ α−θ α)−m ˙ ˙ 2 (1−θ α) L(BM θ−(θ+α) L)+m 2 g L−m 2 g α θ L=0

4.2. Uji Konsistensi dengan Teorema Haskind:

(

f =4 i k ρ

(

−i A g 2ωf 0

)(

A0+

)

sin (ω t) A BL −T = kT e

) (

iU0C k

2 i2 k A A 0− ωf0

iCU0 k

)

4. Analisis & Pembahasan 4.3. Analisis Hasil Awal

Gambar 4. Sudut Oleng Ponton Sebagai Fungsi Waktu


Gambar 5. Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu


Gambar 6. Kecepatan Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu


Gambar 7. Gaya Torsi akibat Putaran Bandul Sebagai Fungsi Waktu

4. Analisis & Pembahasan

4.4. Performa Gerakan Ponton dan Bandul Horizontal dengan Panjang Lengan Bandul yang Bervariasi

Gambar 8. Sudut Oleng Ponton untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul



Gambar 9. Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul



Gambar 10. Kecepatan Sudut Putaran Bandul untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul



Gambar 11. GayaTorsi untuk Setiap Variasi Panjang Lengan Bandul


4.5. Pengaruh Variasi Massa Bandul Terhadap Gerakan Sistem dan Gaya Torsi Akibat Putaran Bandul

Gambar 12. Sudut Oleng Ponton untuk Setiap Variasi Massa Bandul



Gambar 13. Sudut Rotasi Bandul Sebagai Fungsi Waktu untuk Setiap Variasi Massa Bandul



Gambar 14. Kecepatan Sudut Putaran Bandul untuk Setiap Variasi Massa Bandul



Gambar 15. Gaya Torsi untuk Setiap Variasi Massa Bandul

5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan

1. Penambahan panjang lengan bandul tidak berpengaruh pada amplitudo sudut oleng ponton. Panjang lengan bandul dan kecepatan putarannya berbanding terbalik. Sejauh ini, penambahan panjang lengan dapat memperbesar gaya torsinya. 2. Amplitudo sudut oleng ponton dan kecepatan putar bandul semakin kecil ketika massa bandul semakin besar. Di sisi lain, penambahan massa bandul mengakibatkan gaya torsi yang timbul semakin meningkat.

5.2. Saran 1. Pengembangan model analitik dan matematik untuk kondisi gelombang irregular agar lebih realistis 2. Evaluasi terkait perlunya kontrol kecepatan putaran bandul

Thank_you... Question?

Analisis Dinamik Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Sistem Bandul (PLTG SB) dalam Gelombang Regular

Recommend Documents