STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH VARIASI SUDUT KONIS TERHADAP POLA GERAK PENDULUM DAN VOLTASE BANGKITAN PADA SIMULATOR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT SISTEM BANDUL (PLTGL – SB) KONIS Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi BAHAIROTUL LU’LU’ (2107100010)
Kebutuhan manusia akan sumber energi yang semakin meningkat
Perlunya alternatif energi yang ramah lingkungan Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia
Pemanfaatan energi gelombang laut
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT
Rumusan Masalah
SUDUT KONIS
PLTGL – SB KONIS
FREKUENSI
AMPLITUDO
PENGARUH TERHADAP POLA GERAK PENDULUM DAN VOLTASE BANGKITAN YANG DIHASILKAN www.themegallery.com
PLTGL – SB KONIS Tujuan
Mengetahui pengaruh sudut konis terhadap pola gerak pendulum dan voltase bangkitan simulator Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut – Sistem Bandul (PLTGL – SB) Konis
www.themegallery.com
PLTGL – SB KONIS Batasan Masalah
1. Seluruh massa yang bergerak dianggap kaku. 2. Gerakan gelombang laut disimulasikan dalam sebuah mekanisme. 3. Gelombang laut diasumsikan sinusoidal. 4. Profil gelombang laut hanya terjadi pada arah sumbu x dan y yang menghasilkan gerak jungkat – jungkit pada ponton.
www.themegallery.com
PLTGL – SB KONIS Manfaat
1. Menyempurnakan penelitian – penelitian lain mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut – Sistem Bandul yang sudah ada. 2. Mengetahui pengaruh sudut konis terhadap pola gerak pendulum dan voltase bangkitan simulator PLTGL – SB Konis.
www.themegallery.com
Karya Zamrisyaf SY dari Badan Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan PT. Perusahaan Listrik Negara (Persero), yang dipatenkan pada tahun 2002. Bandul yang digunakan terpasang secara vertikal dan merupakan tipe bandul matematis.
Teori Gelombang Laut
Reguler Wave
Random Wave
Digunakan sebagai batasan masalah untuk mempermudah dan menyederhanakan permodelan.
Reguler Wave
START STUDI LITERATUR PERENCANAAN MEKANISME PEMBUATAN MEKANISME
PENGUJIAN MEKANISME KESIMPULAN END
STUDI LITERATUR PERENCANAAN MEKANISME PEMBUATAN MEKANISME
PENGUJIAN MEKANISME
Mempelajari penelitian – penelitian sebelumnya dari berbagai sumber.
PERENCANAAN MEKANISME Text
Daya
Poros
Bearing
Penentuan Daya Sistem
Analisa Free Body Diagram Free Body Diagram 4
...(4.3)
Analisa Free Body Diagram Free Body Diagram 3
F34y = -13.71 N F34x = -270.6725 N
…(4.5)
Analisa Free Body Diagram Free Body Diagram 2
Penentuan Daya Sistem
Pemilihan Motor Penggerak
Merk Seri Voltase Putaran Output Daya
: Toshiba : DGM – 204 – 2A : 24 Volt : 4400 RPM : 1.5 HP
Perencanaan Poros Penyangga Pendulum
Momen Bending Terbesar = 31310.83 lb – in Torsi = 24.48 lb – in Perencanaan Poros : • Material : Alluminium Alloys 2024 – T48 • Diameter Poros : 1.5 cm
Perencanaan Poros Penyangga Ponton
Fv
Fr
B
O
Ft 2.5cm = 0.98in
A
Fh 0.5cm = 0.19in
Momen Bending Terbesar = 2196.7 lb – in Torsi = 65.31 lb – in Perencanaan Poros : • Material : AISI 1095 N • Diameter Poros : 1 cm
Perencanaan Poros Connecting Rood
Fv
Fr
B
O
A
Ft 2.5cm = 0.98in
Fh 0.5cm = 0.19in
Momen Bending Terbesar = 634.489 lb – in Torsi = 65.31 lb – in Perencanaan Poros : • Material : AISI 1095 N • Diameter Poros : 0.8 cm
Perencanaan Bearing Poros Penyangga Pendulum
Bearing pada Titik A: Single Deep Bearing padaGroove Titik B:Ball Bearing dimension Tapered Roller series Bearing 03 d = 0.5905 0.5906 in D = 1.6535 in B0 == 4496.179 C 0.5118 in lb C0 == 1470 5035.72 lb lb C = 2340 lb
Perencanaan Bearing Poros Penyangga Ponton
Fv
Fh
Tipe Bearing: Single Deep Groove Ball Bearing dimension series 03 d = 0.3937 in D = 1.378in B = 0.4331 in C0 = 845 lb C = 1400 lb
Perencanaan Bearing Poros Connecting Rood
Fv
Fh
Tipe Bearing: Single Deep Groove Ball Bearing dimension series 02 d = 0.2756 in D = 0.7480 in B = 0.4331 in C0 = 304 lb C = 565 lb
STUDI LITERATUR PERENCANAAN MEKANISME PEMBUATAN MEKANISME
PENGUJIAN MEKANISME
1. AD - Laser Pembuatan Pulley 2. Bengkel Sumber Tehnik Pembuatan Poros Penyangga Ponton dan Poros Connecting Rood 3. Workshop Teknik Mesin ITS Pembuatan Ponton, Pendulum, Poros Penyangga Pendulum, Connecting Rood
PENGUJIAN MEKANISME
Penentuan Parameter Penelitian Pengujian Mekanisme Pengambilan Data dari Mekanisme Data Pola Gerak Pendulum dan Voltase Bangkitan
Frekuensi (Putaran Motor Penggerak) : 6 RPM 10 RPM 20 RPM Amplitudo (Jarak Pemasangan Connecting Rood dari Pusat Pulley) : • 2 cm • 4 cm • 6 cm Sudut Konis : • 300 • 450 • 600
PENGUJIAN MEKANISME
Penentuan Parameter Penelitian Pengujian Mekanisme Pengambilan Data dari Mekanisme Data Pola Gerak Pendulum dan Voltase Bangkitan
Data Pola Gerak Pendulum
Data Voltase Bangkitan
Data Pola Gerak Pendulum Untuk Variasi Sudut Konis 450 dan Jarak Pemasangan Connecting Rood 6 cm dari Pusat Pulley
6 RPM
10 RPM
20 RPM
Data Voltase Bangkitan Sudut Sudut Konis Konis
JarakConnecting ConnectingRood Rood Jarak dariPusat PusatPulley Pulley(cm) (cm) dari
Putaran Output Putaran Output Motor (Rpm) Motor (Rpm)
6 6 6
4 4
1042 1046 1058
20 20
1090 1120 1220
6
534.572 536.372 567.156
10 10
585.742 604.042 651.798
20 20
747.378 947.916 996.59
6
489.704 502.224 514.318
10 10
516.446 516.5712 516.836
20 20
517.514 542.828 559.772
6 2 2
863 890.75 897.376
10 10
6 30 45 60
6
Rata- Rata - Rata Rata TeganganListrik Listrik Tegangan Bangkitan(mV) (mV) Bangkitan
ANALISA GRAFIK
Putaran Output Motor Terhadap Voltase Bangkitan Jarak Connecting Rood dari Pusat Pulley Terhadap Voltase Bangkitan
Sudut Konis Terhadap Voltase Bangkitan
Putaran Output Motor Terhadap Voltase Bangkitan
Connecting Rood dari Pusat Pulley (cm) 6
4 2
Jarak Putaran Output Motor (Rpm) Jarak Pemasangan Putaran Output Motor (Rpm) Pemasangan Connecting Rood Connecting Rood 6 10 20 6 10 dari 20 dari Pusat Pulley (cm) Pusat Pulley (cm) 897.376 1058 1220 6 863 1042 6 1090 567.156 651.798 996.59 4 534.572 585.742 4 747.378 514.318 559.772 2516.836 489.704 516.446 2 517.514
Putaran Output Motor (Rpm) 6
10
20
890.75 536.372 502.224
1046 604.042 516.5712
1120 947.916 542.828
Jarak Connecting Rood dari Pusat Pulley Terhadap Voltase Bangkitan Putaran Output Motor (Rpm)
Jarak Pemasangan Connecting Jarak Pemasangan Connecting Putaran Output Putaran Output Rood Rood Motor dari(Rpm) Pusat Puley 6 4 62
Motor (Rpm) dari Pusat Puley 4 2
Jarak Pemasangan Connecting Rood 6
dari Pusat Puley 4
2
6
897.376
6 567.156
863 514.318 534.572
6 489.704
890.75
536.371
502.224
10
1058
10651.798
1042 516.836 585.742
10 516.446
1046
604.042
516.712
20
1220
20 996.59
1090 559.772 747.378
20 517.514
1120
947.016
542.828
Sudut Konis Terhadap Voltase Bangkitan Putaran Output Motor (Rpm)
Putaran SudutOutput Konis 60
Motor (Rpm) 45
6
897.376
10 20
Sudut Putaran Konis Output 30 60
Motor (Rpm) 45
Sudut Konis 30
60
45
30
6 890.75
514.318 863
502.224 6
489.704 567.156
536.372
534.572
1058
10 1046
516.836 1042
516.5712 10
516.446 651.798
604.042
585.742
1220
20 1120
559.772 1090
542.828 20
517.514 996.59
947.916
747.378
Sudut Konis Terhadap Voltase Bangkitan
Putaran Motor (RPM)
20
Jarak Connecting Rood dari Pusat Pulley (cm)
6
Sudut Konis
Voltase Bangkitan (mV)
90
944.72
75
1017.96
70
1335
67.5
1321
60
1220
45
1120
30
1090
o Semakin besar putaran motor dan semakin besar jarak pemasangan connecting rood dari pusat pulley akan membuat o Pola gerak pendulum masih cenderung acak. nilai voltase bangkitan simulator semakin tinggi. o Pola gerak paling baik pada variasi sudut konis 450, jarak o Terdapat range sudut konis tertentu yang dapat menghasilkan pemasangan connecting rood dari pusat pulley 6 cm dan dengan voltase bangkitan tinggi pada simulator. menggunakan putaran motor 20 rpm. Pola gerak yang dihasilkan cenderung pada arah CCW saja. o Voltase bangkitan paling besar yang dihasilkan simulator adalah 1335 mV, pada variasi sudut konis 700, jarak pemasangan connecting rood dari pusat pulley 6 cm dan menggunakan putaran motor 20 rpm.
Achmad, Abdul Aziz, “Kinematika I”, Jurusan Teknik MEsin ITS, Surabaya, 2005. Balitbang Ketenagalistrikan PLN dan LPPM ITS,”Studi Pemodelan dan Simulasi Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut-Sistem Bandulan (PLTGL-SB),” Surabaya, 2010. Deutschman, Aaron D., “Machine Design”, Macmillan Publishing Co. Inc., New York, 1975. D. Dimargonas, Andrew, “Vibration for Engineers”, Prentice Hall PTR, New jersey, 2002. Hibbeler, R.C.,”Mekanika Teknik Dinamika,” PT. Prenhallindo, Jakarta, 1998. Holowenko, A.R., “Dinamika Permesinan”, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1984. Kelly, S. Graham,”Fundamentals of Mechanical Vibrations“, McGraw Hill, Singapore, 2000. Martin, George H.,”Kinematika dan Dinamika Teknik”, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1982. Meirovitch, Leonard,”Fundamentals of Vibrations“, McGraw Hill, Singapore, 2001. Rao, Singiresu S., “Mechanical Vibration, 3rd Edition”, Addison Wesley Publishing Company. Inc. United State of America, 1995. Seto, William W., “Getaran Mekanis”, Erlangga, Jakarta, 1992. Sutantra, I Nyoman, “Dinamika Lanjut”, Jurusan Teknik Mesin ITS, Surabaya. Thomson, William T., “Teori Getaran dengan Penerapan,” Penerbit Erlangga, Jakarta, 1992.
