2
TUGAS AKHIR ANALISIS POTENSI SUMBER DAYA ANGIN SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DAN ENERGI ALTERNATIF DALAM PENYEDIAAN ENERGI LISTRIK DI PANTAI SAMAS BANTUL Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik program S-1 Pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh : Fachreza Noor Bagaskara 20130120167
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2017
3
LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS POTENSI SUMBER DAYA ANGIN SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DAN ENERGI ALTERNATIF DALAM PENYEDIAAN ENERGI DI PANTAI SAMAS BANTUL
Disusun Oleh: Fachreza Noor Bagaskara 20130120167
Telah diperiksa dan disetujui:
Dosen Pembimbing 1
Dosen Pembimbing 2
Rahmat Adiprasetya A, S.T., M.Eng.
Anna Nur Nazilah C, S.T.,M.Eng.
NIK. 197511112005011002
NIK. 197608062005012001
4
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ANALISIS POTENSI SUMBER DAYA ANGIN SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DAN ENERGI ALTERNATIF DALAM PENYEDIAAN ENERGI DI PANTAI SAMAS BANTUL Disusun Oleh: Fachreza Noor Bagaskara 20130120167 Telah Dipertahankan di Depan Tim Penguji Pada Tanggal 29 Mei 2017 Susunan Tim Penguji : Dosen Pembimbing 1
Dosen Pembimbing 2
Rahmat Adiprasetya A, S.T., M.Eng. NIK. 19751111200501100 Penguji
Anna Nur Nazilah C, S.T.,M.Eng. NIK. 197608062005012001
Rama Okta Wiyagi, S.T.,M.Eng NIK. 19861017201504123070 Tugas Akhir telah dinyatakan sah sebagai salah satu persyaratan untukmemperoleh gelar sarjana teknik Yogyakarta,
Juni 2017
Mengesahkan Ketua Program Studi Teknik Elektro
Ir. Agus Jamal, M.Eng. NIK. 19660829199502123020
5
Nama
HALAMAN PERNYATAAN : Fachreza Noor Bagaskara
NIM
: 20130120167
Jurusan : Teknik Elektro Semua yang dituliskan dalam naskah tugas akhir ini merupakan hasil karya tulis saya sendiri, kecuali landasan teori yang saya kutip dari buku maupun jurnal yang tercantum dalam daftar pustaka sebagai refrensi saya dalam melengkapi karya tulis ini. Apabila dikemudian hari pernyataan ini tidak benar, maka saya siap menerima sanksi dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Yogyakarta, … Mei 2017
Fachreza Noor Bagaskara
6
MOTTO
The formulas of a success are a hard work and never give up Sampah sekalipun dapat berguna sewaktu-waktu ditangan yang tepat (ueki) Hidup tidak hanya sekedar makan dan minum, jika hanya makan dan minum, hewan saja makan dan minum (rejak)
7
LEMBAR PERSEMBAHAN
Karya sederhana ini penulis persembahkan kepada: 1. Ibunda tercinta Supadmi Takarini, yang selama ini telah memberikan dukungan, arahan, nasehat dan do’a yang tulus, agar saya mampu menjadi orang yang berguna. Untuk Ayahanda tersayang yang telah menjadikan saya semakin kuat dengan segala bentuk motivasinya 2. Kakakku Radifan Noor Kusumajati, yang selalu membimbingku menjadi pribadi yang rendah hati dan selalu tersenyum. 3. Terimakasih untuk kekasih, Uut Roi Margasari yang selama 4 ini selalu kuat dalam mendampingi keegoisanku. Terimakasih untuk segala pengertian untukku. Terimakasih selalu membimbingku untuk menjadi lelaki yang hebat.
8
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan nikmat, kesehatan kesempatan, kemudahan dan kekuatan dariNya yang tidak terhitung sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Analisis Potensi Sumber Daya Angin Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Bayu dan Energi Alternatif Dalam Penyediaan Energi Listrik di Pantai Samas Bantul”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar Sarjana Pertanian, di Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih kepada : 1. Bapak Jazaul Ikhsan S.T.,M.T.Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta 2. Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta 3. Bapak Rahmat Adiprasetya A.H, S.T., M.Eng sebagai dosen pembimbing pertama 4. Ibu Anna Nur Nazilah Chamim, S.T., M.Eng sebagai dosen pembimbing kedua 5. Bapak Rama Okta Wiyagi, S.T., M.Eng selaku dosen penguji 6. Segenap Dosen pengajar di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta 7. Staf dan karyawan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta 8. Staf Laboratorium Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta 9. Teman seperjuanganku elektro kelas D, Rahmat Fauzi, Himawan Yoga, Adi Beruk, Agung, Wahyu dompek, Rokho, Ayub, Rohim, Aryo, Tio,
9
Gaji, Dery, David, terimakasih atas dukungan dan semangat yang kalian berikan. Terimakasih telah menemaniku selama di UMY. 10. Teman – teman agroteknologi D 2013, kalian luar biasa, terimakasih untuk segala keceriaan yang kalian ciptakan. 11. Terimakasih untuk teman saya Arif selaku pegawai di PLTH Pantai Baru yang selalu sedia membantu saya kapanpun saya membutuhkan. 12. Teman – teman nongkrong dan ngopi bareng, Septian Eka, mas Eko, Ipan, dan Donel yang selalu memberi semangat, motivas dan berbagi keceriaan. 13. Untuk mbak Avrin yang telah ikut membimbing saya dengan sabar dan membantu saya dalam penulisan karya tulis ini. Akhir kata, penulis berharap karya tulis ini dapat memberikan manfaat terutama bagi penulis dan pembacanya.
Yogyakarta, 26 Mei 2017
Penulis
10
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... 3 HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................................... 5 LEMBAR PERSEMBAHAN ....................................................................................... 6 DAFTAR ISI ............................................................................................................... 10 DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. 12 DAFTAR TABEL ....................................................................................................... 14 INTISARI.................................................................................................................... 15 BAB 1 ......................................................................................................................... 16 1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 16 1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 17 1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 18 1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 18 1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................................... 19 1.6 Sistematis Penulisan .................................................................................... 19 BAB 2 ......................................................................................................................... 21 2.1 Energi Alternatif dan Tebarukan ................................................................. 21 2.2 Angin Sebagai Sumber Daya Energi ........................................................ 23 2.3 Potensi Energi Angin ................................................................................... 24 2.4 Turbin Angin............................................................................................. 37 2.5 Turbin Angin di Indonesia ........................................................................... 43 2.6 Homer Energy.............................................................................................. 44 BAB 3 ......................................................................................................................... 46 3.1 Data Penelitian ............................................................................................. 46
11
3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................ 46 3.3 Tahap Penelitian .......................................................................................... 46 3.4 Flowchart Pengambilan Data ....................................................................... 47 3.5 Tempat Penelitian ........................................................................................ 49 BAB 4 ......................................................................................................................... 52 4.1 Data Wilayah ............................................................................................... 52 4.2 Analisa Perkiraan Beban.............................................................................. 52 4.3 Potensi Energi Angin ................................................................................... 56 4.4 Desain Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Bayu dengan Homer ................ 58 4.5 Simulasi Sistem pada Homer Energy .......................................................... 67 4.6 Analisis Konfigurasi Terbaik ....................................................................... 68 4.7 Analisis Hasil Pembangkit ........................................................................... 70 4.8 Analisa perbandingan sistem PLTB dengan on grid ................................... 72 4.9 Analisis Akhir .............................................................................................. 76 BAB 5 ......................................................................................................................... 79 5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 79 5.2 Saran ............................................................................................................ 79 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 81 LAMPIRAN ................................................................................................................ 82
12
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Aliran angin darat dan angin laut ............................................................ 25 Gambar 2.2 Aliran angin gunung dan angin lembah .................................................. 26 Gambar 2.3: Contoh angin siklon dan angin antisiklon .............................................. 27 Gambar 2.4: Contoh angin muson barat dan angin muson timur ............................... 28 Gambar 2.5 Desain Turbin Angin ............................................................................... 40 Gambar 2.6 Tipe Turbin Angin ................................................................................... 42 Gambar 3.1 Peta Kabupaten Bantul, Pemerintah Kabupaten Bantul, 2013. ............... 50 Gambar 4.1 Kondisi Pantai Samas, Bantul ................................................................. 52 Gambar 4.3 Perancangan primary load pada perangkat lunak Homer........................ 55 Gambar 4.4 Profil beban listrik per bulan dalam waktu satu tahun ........................... 56 Gambar 4.5 Kecepatan rata – rata logger anemometer Pantai Samas......................... 57 Gambar 4.6 Turbin Angin SW Whisper 200 1 kW ..................................................... 60 Gambar 4.7 Konfigurasi sistem turbin angin SW Whisper 200 ................................. 61 Gambar 4.7 Konfigurasi sistem turbin angin SW Whisper 200 ................................. 63 Gambar 4.9 Jenis Baterai Hoppecke OPsZ 1000 ........................................................ 63 Gambar 4.10 Converter Pascal BG5KTL ................................................................... 65 Gambar 4.11 Konfigurasi sistem converter pada Homer Energy ............................... 65 Gambar 4.12 Konfigurasi sistem grid ......................................................................... 66 Gambar 4.13 Simulasi pada Homer ............................................................................ 67 Gambar 4.14 Hasil perhitungan simulasi Homer ........................................................ 68 Gambar 4.15 Daya yang dihasilkan oleh PLTB ......................................................... 70 Gambar 4.16 Rata – rata produksi energi listrik setiap bulan ..................................... 70 Gambar 4.17 Biaya yang diperlukan untuk PLTB ...................................................... 72 Gambar 4.18 Biaya yang diperlukan untuk sistem on grid ......................................... 72
13
Gambar 4.19 Emisi yang dihasilkan on grid ............................................................... 73 Gambar 4.20 Emisi yang dihasilkan PLTB ................................................................ 74 Gambar 4.21 Energi listrik yang dihasilkan PLTB ..................................................... 75 Gambar 4.22 Energi listrik yang dihasilkan sistem on grid ........................................ 75 Gambar 4.19 Hasil simulasi Homer dengan dana subsidi pemerintah........................ 77
14
DAFTAR TABEL Halaman Table 2.1 Tingkat kecepatan angin menurut Skala Beaufort ...................................... 29 Table 2.2 Potensi Energi Angin dan Lokasi Potensi (LAPAN, 2006) ........................ 30 Table 4.1 Rata – rata pemakaian listrik 10 rumah ...................................................... 53 Table 4.2 Rata – rata pemakaian listrik untuk 53 rumah ............................................ 54 Table 4.3 Spesifikasi SW Whisper 200 1 kW ............................................................. 59 Table 4.4 Spesifikasi Inverter 4 kW ............................................................................ 64 Table 4.5 Konfigurasi terbaik pada simulasi Homer .................................................. 69
