NASKAH PUBLIKASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SWING KIDS (AYUNAN ANAK) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF
DiajukanOleh:
KUNCARA YUDHA UTAMA NIM : D400090028
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2014 1
2
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SWING KIDS(AYUNAN ANAK) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF
KuncaraYudhaUtama FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA E-mail :
[email protected]
ABSTRAKSI Penggunaan energi listrik semakin meningkat, sedangkan pasokan energi listrik dituntut untuk memenuhi kebutuhan energi listrik tersebut. Pembuatan pembangkit listrik tenaga Swing Kids merupakan salah satu alat yang bisa dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif. Penelitian ini bertujuan untuk membuat alat Swing Kids sebagai penghasil energy listrik dan mengetahui karakteristik keluaran arus dan tegangan yang dihasilkan. Metode penelitian ini dilakukan dengan pembuatan Swing kids menggunakan besi balok dengan ketebalan 2 milimeter. Pembangkit Listrik Tenaga Swing Kids ini didesainsedemikian rupa agar dapat memutarkan flywheel secara maksimal, karena tarikan pada Swing Kids digunakan sebagai penggerak awal. Sistem pembangkit ini memanfaatkan Generator DC sebaga ipembangkit listrik, kemudian diubah dengan memakai inverter untuk mendapatkan keluaran AC. Hasil dari pengujian tegangan dan arus yang dihasilkan tergantung pada kecepatan putar flywheel untuk menggerakkan generator DC. Pada kondisi 700 RPM dapat menghasilkan tegangan 10.8V dan arus 1.62 A. Pada system pembangkit ini mampu dibebani lampu LED 20 watt. Kata kunci: Swing Kids, flywheel, Generator DC akan habis atau tidak dapat terbarui.
1. Pendahuluan Masalah energi adalah salah
Selain itu beberapa masalah yang
satu masalah penting bagi seluruh
ditimbulkan
negara berkembang maupun telah
sumber
maju.sumber energi pada saat ini
menipisnya
masih
ketergantungan
bumi,ketidakstabilan harga akibat
pada sumber energi fosil yang
laju pemerintah yang lebih besar
merupakan sumber energi yang
dari produksi dan posulasi udara
memiliki
oleh
energi
penggunaan fosil
cadangan
yaitu minyak
1
yang turut menyumbang polusi gas
memutarkan
rumah kaca. Dari perihal tersebut
dapat menghasilkan energi listrik.
maka
perlu
sumber
energi
generator
sehingga
Pencarian energi alternatif dari
terbarukan yang tentunya ramah
sumber
lingkungan dan mampu memenuhi
potensi untuk menghasilkan energi
kebutuhan.
sudah
listrik kebanyakan sering diabaikan
banyak energi terbaru yang telah
dan tidak dimanfaatkan. Kebutuhan
dikembangkan,
energi
Sebenarnya
salah
satunya
energi
yang
yang
memiliki
berbanding
lurus
adalah energi arus yang banyak
dengan peningkatan eksponensial
dikembangkan
populasi umat manusia membuat
dinegara-negara
maju.
manusia secara cepat harus beralih
Untuk memenuhi kebutuhan listrik
dunia,
telah
menuju ke sumber energi alternatif
diupayakan
terbarukan. Bila semua jenis alat
berbagai pembangkit listrik seperti
ayunan memiliki potensi energi
pembangkit
air,
yang dapat dibangkitkan menjadi
Pembangkit Listrik tenaga nuklir,
sumber energi listrik, maka energi
pembangkit listrik tenaga kinetik
listrik dapat dihasilkan dari sumber
dan pembangkit listrik lainya.
yang belum disadari sebelumnya.
listrik
tenaga
Berdasarkan deskripsi tersebut maka dalam rancangan tugas akhir
2. Tujuan Tujuan
ini Swing Kids alat jenis ini tanpa
tugas
disadari
menganalisa
dapat
dimanfaatkan
dari
akhir
penulisan
ini
adalah
hasil
menjadi sumber Energi kinetik.
kapasitas
Pada dasarnya energi itu tidak
pembangkit
dapat dimusnahkan tetapi energi
swing kids dengan membebani
dapat
generator DC.
berubah
bentuk
menjadi
energi lain. Sehingga energi kinetik yang ditarik oleh Swing Kids dapat berubah menjadi energi mekanik berupa
gaya
tarik
yang
bisa
dari
atau
listrik
pengujian tenaga
3. MetodePenelitian a. Jadwal Penelitian Jadwal penelitian yang meliputi
persiapan,
pelaksanaan dan pelaporan
2
hasil pengujian “Pembangkit
dengan kasus atau permasalahan
listrik tenaga Swing Kids
yang ditemukan, refrensi ini
(ayunan
sebagai
dapat dicari di buku, jurnal,
alternative
artikel laporan penelitian, dan
anak)
sumber
energy
”jadwal maksimal 5 bulan.
situs-situs di internet. d. PerencanaanSistem
b. Bahan dan Peralatan 1) Besi balok ukuran panjang
Rangkaian yang dibuat yaitu
1,5m sebanyak 2 buah.
ayunan
digunakan
sebagai
Dan besi balok ukuran 1m
penarik
beban,
yang
dihubungkan dengan tuas atau
dan 75cm. 2) Besi AS diameter 1 inch, dan paling kecil 19mm. 3) Bearing ukuran 1 inch ”205” 2 buah dan 19mm
4) Kopel tuas diameter 15mm 2 buah. sepeda
diameter
15cm
masing-
20cm,
yang
gearbox.
masing 1 buah dan 5cm 3 buah. 6) Rantai gear sepeda 2 set. 7) Baut ukuran 4 sebanyak
dihubungkan sehingga
ke
8) Mur baut baja sebanyak 4
gearbox flywheel,
flywheel
dapat
generator
dan
menghasilkan energy listrik. e. Pengujian Sistem 1) Pengujian
mesin
menghubungkan
dengan output
dengan VU tegangan, Lampu Led AC 20 Watt. 2) Pengukuran
output
RPM,
tegangan dan arus saat Swing Kids
10 buah.
memutarkan
Kemudian
memutarkan
”204” 4 buah.
5) Gear
kopel
di
tarik
dengan
kecepatan yang berbeda beda.
buah. 9) Generator DC 74,6 watt.
f. AnalisaData Analisa
3600 rpm 12 Volt.
data
yang
dilakukan pengujian sistem
c. Studi Literatur Studi literature adalah mencari
adalah data akan diambil
referensi
berupa data kecepatan tarikan
teori
yang
relevan
pada Swing Kids, RPM pada 3
flywheel, tegangan dan arus,
pengujian
data tersebut diolah dengan
tenaga
program
Excel
memberikan gaya tarikan pada
untuk
kopel ke gearbox sehingga dapat
dalam
memutarkan generator.
yang
Microsoft digunakan
perhitungan
analisa
bentuk tabel.
pembangkit
Swing
Kids
listrik dengan
Tabel 1.Hasil Percobaan
g. Pengambilan Kesimpulan Secara
sistematis
Langkah-langkah dalam tugas akhir dijadikan dalambentuk diagram alir seperti gambar di bawah ini : Hasil
pengujian
pembangkit
listrik tenaga Swing Kids dapat dilihat pada tabel, pengukuran RPM pada Flywheel,tegangan dan arus saat sebelum atau sesudah di inverter dan daya pada
saat
Generator
DC
dibebani Lampu Led. a. Analisa Hasil Percobaan Dari output alat yang telah dibuat, perlu dilakukan Gambar1.Flowchart Penelitian
Penelitian yang dilakukan adalah penelitian mengenai percobaan pembangkit listrik tenaga Swing Kids di bengkel bubut dan las.
berdasarkan
data
penelitian pada
terlebih
dahulu,
apakah alat sudah sesuai
4. HasildanPembahasan
Hasil
analisa
hasil
dengan perencanaan, yakni dengan
melakukan
percobaan. Keluaran output dari generator dipengaruhi oleh putaran (RPM). Output generator
dapat
menutun
4
apabila
kopel
tidak
belum mampu menyalakan
mendapatkan tarikan yang
lampu Led. Pada kecepatan
signifikan, karena kecepatan
putar 450 RPM tegangan
putar (RPM) disimpan oleh
sebesar 2.4 V dan arus 1.05
flywheel, arus dan tegangan
A serta dayanya 2.52 Watt,
mengalami
lampu
skala
tertentu,
Led
baru
dapat
semakin tinggi RPM semakin
menyala. Kenaikan sangat
tinggi arus dan tegangan
signifikan setelah kecepatan
yang
putar
dikeluarkan
oleh
Generator DC.
tersebut
500
RPM
dengan tegangan 4.3 V, arus 1.2 A dan daya 5.16 Watt dimana pada kecepatan putar 550 RPM tegangan 6.7 V, dan Arus 1.34 A daya yang didapat 8.99 Watt, lalu pada
Gambar 2. Grafik hubungan kecepatan putar (RPM) dengan Tegangan, Arus dan Daya pada saat Generator DCdibebani Lampu Led.
kecepatan putar 600 RPM tegangan 9.4 V, Arus 1.42 A serta
daya
13.34
Watt,
dimana pada saat putaran 650 RPM tegangan 10.1 V,
Gambar 2 menunjukkan kenaikan tegangan, arus dan daya
sebanding
kenaikan putar
skala
sebesar
tegangan
saat
dengan kecepatan
50
RPM,
kecepatan
putar 400 RPM sebesar 1.6 V dan arus sebesar 0.18 A, daya
yang
dikeluarkan
sebesar 0.29 Watt dengan skala yang kecil dan maka
Arus 1.52 A dan daya 15.35 Watt, lalu pada kecepatan 700 RPM tegangan 10.8 V, Arus 1.62 A dan daya 17.39 Watt, dengan kenaikan skala kecepatan putar sebesar 50 RPM
tersebut,
tegangan,
arus
dihasilkan dan
daya
mengalami kenaikan yang berbeda-beda,
rata-rata
kenaikan tegangan 6.5 V.
5
Rata-rata kenaikan Arus 1.2
600 RPM lampu led 1300
A dan rata-rata kenaikan
lux, kecepatan putar 650
daya
Watt
RPM lampu led 1428 lux,
dimana pada kecepatan putar
kecepatan putar 700 RPM
maksimal dari data yang
lampu led 1558 lux. Pada
diperoleh sebesar 700 RPM
kecepatan putar maksimal
tegangan
bangkitan
700 RPM lampu led yang
Generator DC 10.8 V, arus
berjenis LHE 12-15 Vdc 240
1.61 A dan daya 17.39 watt.
mA mampu menghasilkan
sebesar
9.0
lumen sebesar 1558 Lux. 5. Kesimpulan dan Saran a. Kesimpulan Uraian hasil pengujian dan Gambar3.Grafik hubungan kecepatan putar (RPM) dengan Lumen Lampu Led.
analisa
dapat
disimpulkan sebagai berikut: Pembangkit Listrik Tenaga Swing
Gambar 3 menunjukan
maka
Kids
mampu
menghasilkan
kecepatan
grafik kenaikan lumen yang
Putar
dihasilkan oleh 1 lampu led.
meningkat, Kecepatan putar
Pada kecepatan putar 400
flywheel
RPM
kekuatan tarikan, Kecepatan
lampu
led
tidak
(RPM)
yang
tergantung
menyala dengan skala lumen
putar
0 lux. Lampu mulai menyala
flywheel
saat kecepatan putar 450
dalam durasi waktu 30-60
RPM, sebesar
pada 359
lampu
led
Lux.
Saat
kecepatan putar 500 RPM lampu led 784 lux, kecepatan putar 550 RPM lampu led 1053 lux, kecepatan putar
detik,
di
stabilkan
pada
dan
di
Dengan
menurun
oleh simpan
kecepatan
perlahan,
Pada
kecepatan putar maksimal generator
DC
dapat
menyalakan Lampu Led 20 watt, kecepatan
Semakin putar
tinggi pada 6
Generator DC tegangan dan arus juga semakin besar.
alternatif. 4) Adanya
b. Saran
pengembangan
akumulator supaya energy
1) Adanya modifikasi pada
bisa
di
jenis dan model gearbox
penggunaan
dengan
maksimal.
pengembangan
gearbox
2/3
bias
menghasilkan
putaran
yang lebih tinggi. 2) Diharapkan flywheel
yang berdiameter lebih besar dan lebih tebal agar flywheel
ini
menyimpan
bias energy
mekanik yang lebih besar dan lebih stabil. Adanya pengembangan
atau
modifikasi
pada
lagi
Generator
DC
dan lebih
tingkat
supaya
menggunakan
simpan
magnet
permanen agar Generator DC ini bias menghasilkan
DAFTAR PUSTAKA Ganedio, 2008, Pembangkit Listrik Tenaga Jalan Raya,Forum.kompas.com, 05/03/2008 Munadi, Agus, 2013, Pembangkit Listrik Tenaga Speed Bump Sebagai Sumber Energi Alternatif, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta Prasetyo, Andy, 2010, Uji Karakterisrik Mekanisme Pembangkit Energi Listrik pada Speed Bump dengan Mekanisme Fly Whell, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
daya yang lebih besar saat putaran rendah. 3) Sebaiknya
pembangkit
listrik tenaga Swing Kids di terapkan pada taman bermain
atau
kanak-kanak dengan
taman
Weried Priananda, C. dkk, 2011, Rancang Bangun Elektrical System Pada Speed Bump Pembangkit Daya, Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya.
(TK), pemanfaatan
outputnya sebagai energy
7
