SIMULASI GRID MIKRO PADA FOTOVOLTA DENGAN BEBAN MOTOR INDUKSI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

SIMULASI GRID MIKRO PADA FOTOVOLTA DENGAN BEBAN MOTOR INDUKSI

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Oleh : SATYAWAN SURYA WARDANA NIM. I 1405028

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2011to user


digilib.uns.ac.id

SIMULASI GRID MIKRO PADA FOTOVOLTA DENGAN BEBAN MOTOR INDUKSI Satyawan Surya Wardana Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk mensimulasikan grid mikro dengan sumber tenaga dari fotovolta dengan beban motor induksi dan untuk mengetahui hubungan antara tegangan yang dihasilkan fotovolta dengan torsi dan kecepatan putar motor induksi. Radiasi matahari sebagai masukan fotovolta diambil di Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kapasitas beban untuk motor induksi menggunakan 3 HP dan 5 HP. Tegangan minimum yang mampu menggerakkan motor induksi 3 HP adalah 202,1 Volt yang dihasilkan oleh fotovolta 10 sel pada radiasi 152 W/m2 dan menghasilkan torsi 11,79 Nm dengan kecepatan mesin 1090 RPM. Pada motor induksi 5 HP tegangan minimum untuk menggerakkan motor sebesar 243,57 volt yang dihasilkan oleh fotovolta 17 sel pada radiasi 152 W/m2 dan menghasilkan torsi 1246 Nm dengan kecepatan mesin 1244 RPM. Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa simulasi mikro-grid dengan fotovolta sebagai sumber yang terhubung ke beban motor induksi dapat dilakukan dengan perangkat lunak. Kata kunci : Fotovolta, motor induksi, inverter

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

SIMULATION OF MICRO GRID BY USING PHOTOVOLTAIC FOR INDUCTION MOTOR LOAD Satyawan Surya Wardana Mechanical Engineering Sebelas Maret University of Surakarta ABSTRACT

The aims of study are to simulate the micro grid by using photovoltaic as a source with induction motor as loads and to find out the relationship between the generated voltage from photovoltaic with torque and rotational speed in induction motors. Solar radiation was used as inputs photovoltaic are taken at the Sebelas Maret University Surakarta. The capacity of induction motor load capacity use are 3 HP and 5 HP. The minimum voltage that is able to drive the induction motor 3 HP is 202,1 volt which is produced by photovoltaic 10 cells at 152 W/m2 of radiation and produces of torque 11,79 Nm with engine speed of 1090 RPM. For the 5 HP induction motor, the minimum required voltage to run the motor is at 243,57 volt with is generated by photovoltaic 17 cells at 152 W/m2 of radiation and produces 12,46 Nm of torque with engine speed of 1244 RPM. The result showed that micro-grid simulation with photovoltaic as a source wich is connected to the induction motor load can be simulate well with the software. Keywords : Photovoltaic, induction motor, inverter

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK ....................................................................................................... v KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ............................................................................................ x DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ......................................................................... 1.2. Perumusan Masalah ................................................................. 1.3. Batasan Masalah ...................................................................... 1.4. Tujuan Penelitian ..................................................................... 1.5. Manfaat Penelitian ................................................................... 1.6. Sistematika Penulisan ..............................................................

1 2 2 3 3 3

BAB II DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka......................................................................... 2.2. Fotovolta...................................................................................... 2.3. Motor Induksi............................................................................. 2.4. Inverter........................................................................................

4 4 9 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum ........................................................................... 3.2. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 3.3. Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 3.4. Tahapan dan Alur Penelitian .................................................... 3.5. Diagram Alir Penelitian .......................................................... 3.6. Cara Kerja ................................................................................ 3.6.1. Pemodelan Fotovolta ..................................................... 3.6.2. Pemodelan Inverter ........................................................ 3.6.3. Pemodelan Motor Induksi .............................................

16 16 16 16 18 19 19 26 27

BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1. Tegangan Listrik yang dihasilkan Fotovolta ............................ 4.2. Torsi dan Putaran Mesin Motor Induksi .................................. 3.6.1. Putaran Mesin Motor Induksi ........................................ 3.6.2. Torsi Motor Induksi .......................................................

30 32 32 33

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan .............................................................................. 5.2. Saran.........................................................................................

35 35

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... commit to user LAMPIRAN ..................................................................................................

36 38

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1.

Port simulink dan block parameter .............................................

Tabel 4.1.

Tegangan listrik (Volt) yang dihasilkan fotovolta dari variasi jumlah sel dan radiasi matahari (W/m2) .................................................

commit to user

x

20

30


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1.

Cara kerja fotovolta ..................................................................

5

Gambar 2.2.

Kurva I-V karakteristik fotovolta.............................................

6

Gambar 2.3.

Rangkaian listrik fotovolta .......................................................

7

Gambar 2.4.

Model modul fotovolta.............................................................

8

Gambar 2.5.

Motor induksi ...........................................................................

9

Gambar 2.6.

Stator ........................................................................................

10

Gambar 2.7.

Kaidah tangan kiri penentuan arah gaya lorentz ......................

11

Gambar 2.8.

Rotor lilitan ..............................................................................

12

Gambar 2.9.

Rotor sangkar ...........................................................................

13

Gambar 2.10. Cara kerja PWM.......................................................................

14

Gambar 2.11. Sinyal PWM .............................................................................

15

Gambar 3.1.

rangkaian dalam satu modul fotovolta .....................................

19

Gambar 3.2.

Source block parameters in ......................................................

20

Gambar 3.3.

Function block parameter insolation to current gain ...............

20

Gambar 3.4.

Function block parameter 1/Rp ................................................

20

Gambar 3.5.

Function block parameter PN-junction characteristic ..............

21

Gambar 3.6.

Function block parameters algebraic constraint.......................

21

Gambar 3.7.

Function block parameters Ns..................................................

21

Gambar 3.8.

Function block parameters constant .........................................

21

Gambar 3.9.

Function block parameters insolation to current gain ..............

22

Gambar 3.10. Satu modul fotovolta ................................................................

22

Gambar 3.11. Function block parameter PV module. ....................................

23

Gambar 3.12. Mask editor parameters ............................................................

23

Gambar 3.13. Mask editor initalization ..........................................................

24

Gambar 3.14. Rangkaian array fotovolta ........................................................

25

Gambar 3.15. Rangkaian inverter ...................................................................

26

Gambar 3.16. Block parameters input inverter ...............................................

27

Gambar 3.17. Rangkaian motor induksi .........................................................

27

Gambar 3.18. Block parameters motor induksi commit to user..............................................

28

xi


digilib.uns.ac.id

Gambar 3.19. Rangkaian grid mikro............................................................... Gambar 4.1.

Grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik

yang dihasilkan fotovolta .................................................................. Gambar 4.2.

32

Grafik hubungan variasi tegangan listrik dengan putaran mesin

yang dihasilkan motor induksi .......................................................... Gambar 4.3.

29

33

Grafik hubungan variasi tegangan listrik dengan torsi yang

dihasilkan motor induksi ...................................................................

commit to user

xii

34


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Radiasi Matahari .........................................................................

39

Lampiran 2. Data hasil simulasi ......................................................................

44

commit to user

xiii

1 digilib.uns.ac.id


BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Energi listrik merukan kebutuhan yang sangat penting dalam kehidupan manusia, sehingga permintaan kebutuhan listrik terus meningkat. Di Indonesia banyak daerah yang belum terjangkau oleh listrik, selain karena daerahnya terpencil juga karena keterbatasan kemampuan Perusaan Listrik Negara (PLN) yang terbatas (Rahardjo dkk, 2008). Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik didaerah yang terisolir dari listrik PLN salah satu cara yang bisa dingunakan adalah dengan menggunakan grid mikro. Grid mikro merupakan jaringan lokal yang mampu menghasilkan sumber tenaga untuk mensuplai kebutuhan energi dari jaringan itu sendiri (Lynch, 2005). Ada beberapa jenis grid mikro salah satunya adalah fotovolta sebagai sumber energi dan motor induksi pemakai energinya. Potensi energi matahari di Indonesia dapat dimanfaatkan sepanjang hari, hal ini sangat menguntungkan untuk mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan fotovolta (Rahardjo dkk, 2008). Menurut Ikbal (2008), selain efisiensi fotovolta yang relatif kecil, masalah lain adalah energi listrik yang dihasilkan fotovolta berupa tegangan listrik searah (tegangan DC) sehingga tidak bisa langsung dihubungkan ke jaringan utility yang membutuhkan tegangan listrik bolak balik (tegangan AC). Oleh karena itu untuk menghubungkan fotovolta ke jaringan utility yang memiliki tegangan bolak balik (tegangan AC) dibutuhkan inverter. Inverter adalah alat yang mampu mengubah tegangan listrik searah (tegangan DC) menjadi tegangan listrik bolak balik (tegangan AC). Jaringan utility yang digunakan sebagai beban fotovolta misalnya adalah motor induksi. Motor induksi sebagai mesin penggerak dewasa ini semakin banyak digunakan jika dibandingkan dengan jenis motor yang lain. Ini disebabkan karena konstruksinya sederhana serta kokoh, harganya relatif murah, biaya operasional rendah dan perawatannya mudah (Syukri, 2004). Ditinjau rotornya motor induksi dibagi dua to yaitu commit usermotor induksi sangkar tupai dan

2 digilib.uns.ac.id


(squirrel cage induction motor) dan motor induksi rotor lilit (wound rotor induction motor). Di industri banyak dipakai motor listrik jenis sangkar tupai karena mempunyai banyak kelebihan dibanding dengan motor listrik jenis lain. Kekurangannya arus start besar sekitar 3 sampai 5 kali dari arus nominal dan putarannya relatif konstan atau sulit diatur (Yunus dan Suyamto, 2008). Pada penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat mengetahui gambaran karakteristik fotovolta yang terhubung beban motor induksi dengan simulasi menggunakan perangkat lunak (software).

1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana mensimulasikan grid mikro pada fotovolta dengan beban motor induksi menggunakan perangkat lunak (software). 2. Bagaimana grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta, grafik hubungan antara tegangan listrik yang dihasilkan oleh fotovolta dengan torsi dan kecepatan putar pada motor induksi.

1.3. Batasan Masalah Untuk menentukan arah penelitian yang baik, ditentukan

batasan

masalah sebagai berikut: 1. Data yang digunakan sebagai masukan (input) adalah radiasi matahari (kWh/m2). 2. Keluaran (output) yang ingin dicapai adalah grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta, grafik hubungan antara tegangan listrik yang dihasilkan oleh fotovolta dengan torsi dan kecepatan putar pada motor induksi. 3. Penyusunan program dan analisa dilakukan dengan bantuan perangkat lunak (software). commit to user

3 digilib.uns.ac.id


1.4. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu : 1. Mensimulasikan grid mikro pada fotovolta dengan beban motor induksi menggunakan perangkat lunak (software). 2. Mengetahui hubungan antara tegangan listrik yang dihasilkan oleh fotovolta dengan torsi dan kecepatan putar pada motor induksi.

1.5. Manfaat Penelitian Beberapa manfaat penelitian ini adalah : 1. Memperkaya khasanah ilmu pengetahuan khususnya pada pengembangan keilmuan tentang motor induksi, fotovolta serta perangkat lunak (software). 2. Memberikan gambaran tentang pentingnya simulasi dalam rancang bangun grid mikro yaitu fotovolta dengan beban motor induksi menggunakan peragkat lunak (software).

1.6. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I

: Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, perumusan masalah, batasan masalah serta sistematika penulisan.

BAB II

: Dasar Teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan perkembangan fotovolta, motor induksi serta perangkat lunak (software).

BAB III : Metodologi Penelitian, menjelaskan bahan dan peralatan yang digunakan

dalam

simulasi,

langkah-langkah

simulasi

mengunakan perangkat lunak. BAB IV : Data dan Analisa, menjelaskan data hasil simulasi serta analisa hasil dari simulasi. BAB V

: Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran. commit to user

4 digilib.uns.ac.id


BAB II DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka Grid mikro merupakan jaringan lokal yang mampu menghasilkan sumber tenaga untuk mensuplai kebutuhan energi dari jaringan itu sendiri (Lynch, 2005). Ada beberapa jenis grid mikro salah satunya adalah fotovolta sebagai sumber energi dan motor induksi pemakai energinya.

2.2. Fotovolta Fotovolta

merupakan teknologi konversi energi dari radiasi matahari

menjadi energi listrik secara langsung (Sihana, 2006). Fotovolta menggunakan proses konversi langsung dari cahaya matahari atau radiasi matahari menjadi energi listrik. Fotovolta terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Fotovolta pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Fotovolta merupakan elemen aktif (Semikonduktor) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik. Sinamo (2007), menyatakan bahwa pada fotovolta terdapat sambungan (junction) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” (positif) dan semikonduktor jenis “N” (negatif). Susunan sebuah fotovolta , sama dengan sebuah dioda, terdiri dari dua lapisan yang dinamakan PN juction. PN junction itu diperoleh dengan jalan menodai sebatang bahan semikonduktor silikon murni (valensinya 4) dengan impuriti yang bervalensi 3 pada bagian sebelah kiri, dan yang di sebelah kanan dinodai dengan impuriti bervalensi 5. Sehingga pada bagian kiri terbentuk silikon yang tidak murni lagi dan dinamakan silikon jenis P, sedangkan yang sebelah kanan dinamakan silikon jenis N. Di dalam silikon murni terdapat dua macam commit to Pembawa user pembawa muatan listrik yang seimbang. muatan listrik yang positif

5 digilib.uns.ac.id


dinamakan hole, sedangkan yang negatif dinamakan elektron. Setelah dilakukan proses penodaan itu, di dalam silikon jenis P terbentuk hole (pembawa muatan listrik positif) dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan elektronnya. Oleh karena itu di dalam silikon jenis P hole merupakan pembawa muatan mayoritas,

sedangkan

elektron

merupakan

pembawa

muatan

minoritas.

Sebaliknya, di dalam silikon jenis N terbentuk elektron dalam jumlah yang sangat besar sehingga disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut pemba muatan minoritas.

Gambar 2.1. Cara kerja fotovolta

Di dalam batang silikon itu terjadi pertemuan antara bagian P dan bagian N. Oleh karena itu dinamakan PN junction. Bila sekarang, bagian P dihubungkan dengan kutub positif dari sebuah batrei, sedangkan kutub negatifnya dihubungkan dengan bagian N, maka terjadi hubungan yang dinamakan "forward bias". Dalam keadaan forward bias, di dalam rangkaian itu timbul arus listrik yang disebabkan oleh kedua macam pembawa muatan. Jadi arus listrik yang mengalir di dalam PN junction disebabkan oleh gerakan hole dan gerakan elektron. Fotovolta pada dasarnya sebuah foto dioda yang besar dan dirancang dengan mengacu pada gejala photovoltaic sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan daya yang sebesar mungkin. Silikon jenis P merupakan lapisan

commit to user permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat menembus

6 digilib.uns.ac.id


langsung mencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positif. Di bawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatif (Sinamo, 2007). Besar energi listrik yang dihasilkan oleh modul fotovolta tergantung pada intensitas radiasi matahari setempat dan kapasitas modul fotovolta itu sendiri. Didalam perdagangan, kapasitas daya modul fotovolta dinyatakan pada kapasitas puncaknya, yaitu besarnya daya yang mampu dibangkitkan modul fotovolta pada keadaan standar uji (Standard Test Condition - STC). Dibawah ini adalah kurva IV karakteristik arus–tegangan fotovolta:

Gambar 2.2 kurva I-V karakteristik fotovolta

Gambar diatas menunjukkan kurva I-V yang merupakan karakteristik fotovolta. tegangan listrik/ Voltage (Volt) adalah sumbu horizontal. Arus listrik/ current (Ampere) adalah sumbu vertikal. Kebanyakan kurva I-V diberikan dalam Standar Test Conditions (STC) pada radiasi 1000 watt per meter persegi (disebut satu matahari

puncak/

one

peak

sun

hour)

dan

25

derajat

(www.panelsurya.com). Kurva I-V terdiri dari 3 hal yang penting: 1. Maximum Power Point (Vmp dan Imp) 2. Open Circuit Voltage (Voc) 3. Short Circuit Current (Isc)commit to user

Celcius

7 digilib.uns.ac.id


2.2.1. Maximum Power Point (Vmp&Imp) Pada kurva I-V, Maximum Power Point (Vmp dan Imp), adalah titik operasi, dimana maksimum output yang dihasilkan oleh fotovolta panel saat kondisi operasional. Dengan kata lain, Vmp dan Imp dapat diukur pada saat modul fotovolta diberi beban pada 25 derajat Celcius dan radiasi 1000 watt per meter persegi. 2.2.2. Open Circuit Voltage (Voc) Open Circuit Voltage Voc, adalah kapasitas tegangan maksimum yang dapat dicapai pada saat tidak adanya arus atau current. 2.2.3. Short Circuit Current (Isc) Short Circuit Current Isc, adalah arus output maksimum dari fotovolta panel yang dapat dikeluarkan pada saat kondisi tidak ada resistansi atau short circuit. 2.2.4. Label Spesifikasi Fotovolta Panel Semua nilai ditemukan pada kurva I-V digunakan untuk menciptakan label yang spesifik untuk setiap modul fotovolta. Semua model ditera di bawah standar kondisi tes. Standar modul fotovolta menggunakan data-sheet parameter sebagai berikut: -

Electrical rating pada 1.000 Watt/m2, 1,5 AM, Temperature 250 C

-

Voc

: 22,2 V

-

Vmp (VR)

: 17,2 V

-

Isc

: 5,45 A

-

Imp (IR)

: 4,95 A

2.2.5. Model rangkaian sel fotovolta dan persamaannya

commit to user Gambar 2.3 Rangkaian listrik fotovolta

8 digilib.uns.ac.id


Berlaku hukum kirchoff arus (KCL)

岸I蝨

岸

Ǵ

岸

岸

Ǵ ⁄Ǵ

岸ᥨǴ

Karakteristik dioda

0

1

Hukum kirchoff tegangan(KVL) ᥨǴ 蝨5AA

Bypass diode voltage

I 岸ᥨǴ

岸

鎨mp II

2.2.6. Implementasi software

mp II

岸

1

Dari sumber www.coursehero.com, dari persamaan KCL, KVL dan karakteristik dioda, dalam sofware dapat dibuat pemodelan sebagai berikut: 恐ᥨǴ

Gambar 2.4 Model modul fotovolta

commit to user

岸ᥨǴ

ᥨǴ

9 digilib.uns.ac.id


Rahardjo (2008), menyatakan bahwa tipe-tipe pemasangan dalam fotovolta dapat dibedakan menjadi: a. Tipe stand-alone, dimana tipe ini biasanya digunakan untuk beban listrik terisolasi atau di daerah terpencil, kapasitas kecil. b. Tipe isolated grid, tipe ini biasanya digunakan untuk beban listrik besar terisolasi dan terkonsentrasi, bisa dikombinasikan dengan sumber energi lain dalam operasi hybrid. c. Tipe grid connected, tipe ini digunakan pada daerah yang telah memiliki sistem jaringan listrik komersial, dan sistem langsung output energi surya ke dalam jaringan listrik.

2.3. Motor Induksi Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/ geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor” (Yunus dan Suyamto, 2008),

commit to userinduksi Gambar 2.5. Motor

10 digilib.uns.ac.id


Yunus dan Suyamto (2008), menyebutkan bahwa konstruksi motor induksi terdiri dari : 2.3.1. Stator, bagian yang diam. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnetik) atau magnet permanen. Bagian stator terdiri dari bodi magnet yang melekat padanya. Untuk motor kecil, magnet tersebut adalah magnet permanen, sedangkan untuk motor besar menggunakan elektromagnetik. Konstruksi stator terdiri dari : a. Rumah stator. b. Inti stator. c. Alur, alur merupakan tempat meletakan belitan. d. Belitan stator Gambar stator motor induksi dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6. Stator

2.3.2. Rotor, bagian yang berputar. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir. Suatu kumparan motor akan berfungsi apabila mempunyai arah putaran kawat yang menentukan arah putaran motor dapat ditentukan dengan menggunakan kaedah tangan kiri, yang berbunyi ”apabila tangan kiri terbuka diletakkan diantara kutub utara dan selatan magnet, sehingga garis-garis gaya yang keluar dari kutub utara menembus telapak tangan kiri dan arus di dalam kawat mengalir searah dengan arah keempat jari, maka kawat itu akan mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan arah ibu commit to user jari.



Gambar 2.7. Kaidah tangan kiri penentuan arah gaya lorentz

Arus listrik (i) yang dialirkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan Fluks (B) akan menghasilkan suatu gaya sebesar:

F=BxIx l

(2.3)

Dimana : F

= Gaya lorentz

B

= Kerapatan fluks

I

= Arus Listrik

l

= Konduktor

Untuk membalik arah putaran motor dapat dilakukan dengan membalik arah arus jangkar. Misalkan mula-mula arah putaran ke kanan, untuk mengubah arah putaran ke kiri dilakukan dengan membalik arah arus jangkar, atau pada prinsipnya sama dengan membalik polaritas motor. Konstruksi rotor terdiri dari : a. Inti rotor bahannya sama dengan inti stator. b. Belitan rotor bahannya dari tembaga, dari konstruksi lilitan akan memberikan dua macam rotor yakni : - Motor induksi dengan rotor sangkar tupai - Motor induksi dengan rotor lilitan c. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakan belitan. commit to user d. Poros atau as.



Menurut Yunus dan Suyamto (2008), ditinjau rotornya motor induksi dibagi menjadi dua yaitu motor induksi sangkar tupai (squirrel cage induction motor) dan motor induksi rotor lilitan (wound rotor induction motor). a. Rotor Lilitan Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan belitan kumparan tiga fasa sama seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama. Rotor yang mempunyai tiga belitan yang mirip dengan belitan stator. Ketiga belitan tersebut biasanya terhubung bintang. Ujung-ujung belitan tersebut dihubungkan dengan slip ring yang terdapat pada poros rotor. Belitan-belitan tersebut dihubungkan melalui sikat (brush) yang menempel pada slip ring. Jenis rotor belitan dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:

Gambar 2.8. Rotor lilitan

b. Rotor Sangkar Tupai Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan kumparan yang terdiri atas beberapa batang konduktor yang disusun sedemikian rupa hingga menyerupai sangkar tupai. Rotor yang terdiri dari sederetan batang-batang penghantar yang terletak pada alur-alur sekitar permukaan rotor. Ujung-ujung batang penghantar dihubung singkat dengan menggunakan cincin hubung singkat. Jenis rotor sangkar dapat dilihat pada gambar berikut :

commit user sangkar Gambar 2.9.to Rotor



2.3.3. Celah udara, adalah ruang antara stator dan rotor. Rotor dan stator membentuk rangkaian magnetis, berbentuk silindris yang simetris dan diantaranya terdapat celah udara. Celah udara antara stator dan rotor, kalau terlalu luas maka effisiensi rendah, sebalikanya jika terlalu sempit menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin, apabila ada beda perputaran maka akan menimbulkan slip. Menurut Yunus dan Suyamto (2008), motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama, yaitu sebagai berikut: a.

Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor sangkar tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 HP sampai 5 HP.

b.

Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis motor induksi tiga fase, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Motor induksi tiga fase tersedia dalam ukuran hingga ratusan HP.

2.4. Inverter Inverter adalah rangkaian elektronika yang biasa digunakan untuk mengubah tegangan searah (tegangan DC) menjadi tegangan bolak-balik (tegangan AC) dengan tegangan dan frekuensi keluaran dapat diatur sehingga kecepatan motor induksi dapat dikendalikan dengan fleksibel. Ada beberapa jenis inverter diantaranya adalah inverter PWM (Pulse Width Modulation). Menurut Hasrudin dan Bambang (2009), keuntungan operasi inverter PWM sebagai teknik konversi dibanding dengan jenis-jenis inverter lainnya adalah rendahnya distorsi harmonik pada tegangan keluarancommit dibanding dengan jenis inverter lainnya, selain to user



itu teknik PWM sangat praktis dan ekonomis untuk diterapkan berkat semakin pesatnya

perkembangan

komponen

semikonduktor

(terutama

komponen

elektronik yang mempunyai waktu penyaklaran sangat cepat). Menurut Hasrudin dan Bambang (2009), pada motor induksi, inverter PWM mempunyai kelebihan yaitu mampu menggerakkan motor induksi dengan putaran halus dan rentang yang lebar. Selain itu apabila pembangkitan sinyal PWM dilakukan secara digital akan dapat diperoleh unjuk kerja system yang bagus. Untuk mendapatkan sinyal PWM dari input berupa sinyal analog, dapat dilakukan dengan membentuk gelombang gigi gergaji atau sinyal segitiga yang diteruskan ke komparator bersama sinyal aslinya.

Gambar 2.10. Cara kerja PWM

Jika digambarkan dalam bentuk sinyal, maka terlihat seperti dibawah ini :

Gambar 2.11. Sinyal PWM commit to user



Dimana sinyal input analog (berwarna hijau) dimodulasikan dengan sinyal gigi gergaji (berwarna biru), sehingga didapatkan sinyal PWM seperti gambar dibawahnya (berwarna merah).

commit to user



BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Uraian Umum Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode simulasi eksperimental. Kegiatan dalam penelitian ini meliputi simulasi pembuatan grid mikro dengan sumber tenaga dari fotovolta dendan beban motor induksi dengan menggunakan perangkat lunak (software).

3.2 Waktu Dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2010 di Laboratorium produksi dan Laboratorium Listrik & Elektronika Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.3 Alat Dan Bahan Alat dan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Perangkat lunak (software) yang digunakan untuk melakukan simulasi. b. Tabel data Radiasi Matahari. c. Separangkat personal computer (PC). Komputer yang digunkan dengan spesifikasi sebagai berikut : -

Prosesor Core duo 1,8 Ghz.

-

Memori 1Gb.

-

Hardisk 80 Gb.

3.4 Tahapan dan Alur Penelitian 1. Tahap I Tahap persiapan. Dalam tahap ini semua bahan dan peralatan dipersiapkan semua agar penelitian dapat berjalan dengan lancar. 2. Tahap II Pengumpulan data awal. Setelah data awal didapatkan maka selanjutnya menentukan desain pemodelan dan menentukan data awal commit to user



yang berupa variasi radiasi matahari, variasi jumlah modul pada fotovolta, horse power pada motor induksi. 3. Tahap III Melakukan pemodelan fotovolta, motor induksi dan inverter dengan perangkat lunak (software), kemudian merangkainya menjadi sebuah sistem grid mikro yang terintegrasi satu sama lain. 4. Tahap IV Melakukan simulasi, simulasi yang dilakukan adalah dengan memasukan variabel dari data awal. Data radiasi matahari sebagai masukan (input) fotovolta dan menvariasikan jumlah modul pada fotovolta dan kan menghasilkan keluaran (output) berupa tegangan listrik (volt). Data keluaran (output) pada fotovolta dijadikan data input untuk motor induksi. Data variasi kapasitas (horse power) motor induksi sebagai beban pada fotovolta dan akan menghasilkan keluaran (output) berupa putaran mesin (RPM) dan torsi (Nm). 5. Tahap V Mengambil data hasil simulasi. Mengambil data dari simulasi yang telah dilakukan untuk kemudian melakukan pengolahan data. 6. Tahap VI Tahap pengambilan kesimpulan. Data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian.

commit to user



3.5

Diagram Alir Penelitian Mulai Tahap I

Persiapan alat dan bahan

Parameter Input

Software

Menentukan: a. Variasi radiasi matahari b. Variasi jumlah modul pada fotovolta c. Penbebanan Horse Power motor induksi.

Tahap II Menentukan desain pemodelan

Pembuatan desain grid mikro pada software: a. Membuat pemodelan -

Tahap III

Fotovolta Motor induksi Inverter

b. Merangkai pemodelan yang telah dibuat Running pemodelan dengan software

Tahap IV

Mengukur: a. Tegangan output pada fotovolta (Volt) b. Putaran mesin (RPM) dan torsi (Nm) pada motor induksi

Analisa dan pengolahan data

Kesimpulan commit to user Selesai

Tahap V

Tahap VI



3.6.

Cara Kerja

3.6.1. Pemodelan Fotovolta Untuk dapat mensimulasikan fotovolta menggunakan perangkat lunak (software), terlebih dahulu kita harus membuat pemodelan dari fotovolta tersebut. Proses dalam pemodelan fotovolta menggunakan perangkat lunak (software) adalah sebagai berikut: 1.

Membuka perangkat lunak (software).

2.

Klik icon simulink, kemudian akan muncul Simulink Library Broswer.

3.

Klik File-New-Model, kemudian akan muncul new model Untitle.

4.

Klik tool Simulink Library Broswer, kemudian mencari icon simulink sesuai gambarl 3.1. rangkaian dalam satu modul fotovolta.

Insolatioan to current gain 1 Isolation

G

Ns Solve f (z) f(z) = 0

Isc

z

Vpv cell .

Algebraic Constraint

.

Ns

1 Vpv

f(u)

Pn-junction caracteristic

.

1/Rp 1/Rp

Gambar 3.1. Rangkaian dalam satu modul fotovolta

Pada gambar 3.1 rangkaian dalam satu modul fotovolta merupakan modifikasi/ penyederhanaan dari gambar 2.4 model modul fotovolta. Penyederhanaan dilakukan karena output yang ingin dicapai oleh pemodelan fotovolta adalah tegangan (Vpv). Pengurangan yang dilakukan berupa input arus input fotovolta (Ipv), cell series resistance (Rs), By-pass dioda, MinMax, Constant diode, Switch,dan daya output fotovolta (Ppv).

commit to user



Tabel 3.1 Port Simulink dan Blok Parameter Port Simulink

Block Parameter

1

Input

In1

Gambar 3.2. Source block parameters in

Insolation to current gain

Insolation to current gain G

Gambar 3.3. Function block parameter insolation to current gain

1/Rp

1/Rp 1/Rp

Gambar 3.4. Function block parameter 1/Rp

commit to user



PN-junction characteristic

f(u) Pn-junction caracteristic

Io*(exp(u/Vt)-1) Gambar 3.5. function block parameter PNjunction characteristic


f(z)

Solve f(z) = 0

z


Gambar 3.5. Function block parameters algebraic constraint

Ns

Ns

Ns

Gambar 3.6. Function block parameters Ns

Diode

Constant

Constant

Gambar 3.7. Function block parameters constant commit to user



Sum

Gambar 3.9. Function block parameters insolation to current gain 5.

Setelah semua port simuling terangkai seperti gambar 3.1. Rangkaian dalam satu modul fotovolta kemudian blok semua icon tersebut selanjutnya klik tombol kiri pada mouse pilih create Subsystem, dan akan muncul gambar icon baru seperti gambar 3.10. Satu modul fotovolta dibawah ini yang berupa fotovolta satu modul. Insolation merupakan parameter input dari fotovolta yang berupa radiasi matahari. Vpv merupakan output dari fotovolta yang berupa hasil dari konversi radiasi matahari menjadi tegangan listrik.

Insolation

Vpv

PV module

Gambar 3.10. Satu modul fotovolta

6.

Klik pada icon PV module selanjutnya akan muncul function block parameters PV module seperti pada gambar 3.12. Selanjutnya adalah menuliskan parameter input dari fotovolta yang berupa: -

Voc

: 22.2 V

-

Vmp (VR) : 17.2 V

-

Isc

: 5.45 A

-

Imp (IR)

: 4.95 A

commit to user



Gambar 3.11. function block parameters PV module

7.

Klik kanan Edit Mask, klik pada Parameters kemudian mensettingnya sesuai gambar 3.2. Mask editor parameters berikut:

Gambar 3.12. Mask editor parameters commit to user



8.

Edit Mask (klik kanan atau edit menu), klik pada Initialization kemudian tulis program sesuai model parameters Io, Rs, Rp seperti dibawah ini.

Gambar 3.13. Mask editor initalization

9.

Setelah semua sesai ditulis, maka selanjutnya klik “OK”

10. merangkai fotovolta yang telah selesai dibuat menjadi fotovolta multi modul yaitu dengan rangkaian beberapa modul fotovolta dengan rangkaian seperti gambar berikut:

commit to user



input

Insolation

Vpv

. PV module (I) Insolation

Vpv

PV modul e (I)1 Insolation

Vpv

PV module (I)2 Insolation

Vpv


Vpv Vpv

PV module (I)4

Vpv Insolation

ni lai tegangan1

Vpv


Vpv


Vpv


Vpv


Vpv

PV modul e (I)9

Add

Gambar 3.14. Rangkaian array fotovolta

Input merupakan masukan bagi insolation, pada constat value lah nilai dari radiasi matahari dituliskan. Setelah input radiasi matahari dimasukkan selanjutnya klik icon “start simulation”, hasil dari konversi radiasi matahari menjadi tegangan listrik dapat kita lihat pada nilai tegangan. Pada simulasi fotovolta menggunakan variasi yang berupa jumlah modul dan variasi radiasi matahari. Variasi radiasi matahari aktual diambil di Universitas Sebelas Maret Surakarta pada hari sabtu, tanggal 22 Mei 2004 (tugas akhir bambang setiyawan). Input radiasi matahari dapat kita lihat pada lampiran bagin lampiran 1.Data radiasi matahari.

commit to user



3.6.2. Pemodelan Inverter Pada pemodelan motor induksi membutuhkan energi listrik dari fotovolta untuk dapat menghasilkan torsi dan putaran mesin. Untuk menggerakkan motor induksi dibutuhkan arus listrik bolak balik (AC), tetapi karena energi listrik yang dihasilkan oleh fotovolta berupa tegangan searah (DC) maka dibutuhkan inverter. Proses dalam pemodelan inverter menggunakan perangkat lunak (software) adalah sebagai berikut: 1. Membuka perangkat lunak (software). 2. Klik icon simulink, kemudian akan muncul Simulink Library Broswer. 3. Klik File-New-Model, kemudian akan muncul new model Untitle. 4. Klik tool Simulink Library Broswer, kemudian mencari icon simulink sesuai gambar berikut: m

Umag

RPM

Speed Setpoint (RPM)

Pulses theta

Constant V/Hz

Uangle

Discrete SV PWM Generator

g + A

aA

B

bB

C

MOSFET Inverter

cC

V-I Measurement

Gambar 3.15. Rangkaian inverter Pada rangkaian inverter parameter input yang berupa +, −, dan g. Parameter input + dan – merupakan bagian yang menerima listrik searah dari sumber listrik searah (DC). Parameter “g” merupakan gate bagian dari inverter untuk input referensi mengatur kecepatan motor induksi. Sedangkan untuk output berupa huruf A, B, C yang merupakan listrik tiga fasa hasil dari konversi listrik searah dari sumber listrik searah (DC).

commit to user



Gambar 3.16. Block parameters input inverter Step time, dalam detik, ketika output bergerak dari initial value parameter menuju final value parameter. Step time ditentukan 1 detik. Initial value, merupakan output saat simulasi berjalan 0 sampai 1 detik. Final value, merupakan output saat simulasi berjalan setelah 1 detik. 5. Setelah semua selesai ditulis, maka selanjutnya klik “OK”.

3.6.3. Pemodelan Motor Induksi Proses dalam pemodelan motor induksi menggunakan perangkat lunak (software) adalah sebagai berikut: 1. Membuka perangkat lunak (software). 2. Klik icon simulink, kemudian akan muncul Simulink Library Broswer. 3. Klik File-New-Model, kemudian akan muncul new model Untitle. 4. Klik tool Simulink Library Broswer, kemudian mencari icon simulink sesuai gambar berikut:

Gambar 3.17. Rangkaian motor induksi commit to user



Gambar 3.18. Block parameters motor induksi

Tm adalah input beban motor induksi, apabila nilai Tm negatif maka Asynchronous Machine tersebut menjadi generator, apabila nilainya positif maka mesin tersebut menjadi motor. Icon A, B, C merupakan input/masukan listrik tiga fasa bagi motor induksi yang berasal dari inverter. m (measurement) merupakan bagian untuk pengukuran output motor induksi. Output motor induksi yang diukur berupa kecepatan putar rotor (rotor speed) dan torsi motor induksi (torque). 5. Setelah semua selesai ditulis, maka selanjutnya klik “OK”.

Setelah pemodelan fotovolta, inverter dan motor induksi selesai dibuat, maka selanjutnya adalah mengabungkan ketiga komponen tersebut menjadi satu kesatuan rangkain grid mikro. Rangkaian grid mikro menggunakan input radiasi matahari dan dengan variasi yang berupa jumlah modul fotovolta. Untuk rangkaian grid mikro dari fotovolta, motor induksi dan inverter PWM bisa dilihat lebih jelas pada gambar 3.18 rangkaian grid mikro.

commit to user

commit to user Gambar 3.19. Rangkaian grid mikro.

PV module (I)8

Isolation

PV module (I)6

Isolation

PV module (I)4

Isolation

PV module (I)2

Isolation

PV module (I)

Vpv

Vpv

Vpv

Vpv

Vpv

PV module (I)9

Isolation

PV module (I)7

Isolation

PV module (I)5

Isolation

PV module (I)3

Isolation

PV module (I)1

Isolation

Vpv

Vpv

Vpv

Vpv

Vpv

Add

Vpv

Vpv

m theta

Constant V/Hz1

RPM

+

nilai tegangan1

MOSFET Inverter1

Discrete SV PWM Generator1

Umag Pulses Uangle

Controlled Voltage Source -

Speed Setpoint (RPM)1

s

Isolation

+ -

152

input

C

B

A

g

V-I Measurement1

cC

bB

aA

0

C

B

A

3 HP - 220 V1

Tm

?

m

rpm1

-K-

pow ergui

RPM1

Discrete, Ts = 2e-006 s.

<Electromagnetic torque Te (N*m)>

more info1

Out1

torsi1

In2

In1

Te (Nm)1

wm (RPM)1

perpustakaan.uns.ac.id 29 digilib.uns.ac.id



BAB IV DATA DAN ANALISA

4.1. Tegangan Listrik Yang Dihasilkan Oleh Fotovolta Dari hasil penelitian pada simulasi fotovolta menggunakan perangkat lunak dapat disusun grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta. Nilai tegangan listrik (volt) yang dihasilkan oleh fotovolta dengan variasi radiasi matahari (W/m2) dan variasi jumlah modul dapat kita lihat pada pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Tegangan listrik (Volt) yang dihasilkan fotovolta dari variasi jumlah modul dan radiasi matahari (W/m2) Radiasi (W/m2) Variasi Jumlah modul 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

152 20,21 40,42 60,63 80,84 101,05 121,26 141,47 161,68 181,89 202,1 222,31 242,52 262,73 282,94 303,15 323,36 343,57 363,78 383,99 404,2

183

231

20,43 20,7 40,86 41,4 61,29 62,1 81,72 82,8 102,15 103,5 122,58 124,2 143,01 144,9 163,44 165,6 183,87 186,3 204,3 207 224,73 227,7 245,16 248,4 265,59 269,1 286,02 289,8 306,45 310,5 326,88 331,2 347,31 351,9 367,74 372,6 388,17 393,3 408,6 414 commit to user

253

295

508

20,8 41,6 62,4 83,2 104 124,8 145,6 166,4 187,2 208 228,8 249,6 270,4 291,2 312 332,8 353,6 374,4 395,2 416

20,96 41,92 62,88 83,84 104,8 125,76 146,72 167,68 188,64 209,6 230,56 251,52 272,48 293,44 314,4 335,36 356,32 377,28 398,24 419,2

21,53 43,06 64,59 86,12 107,65 129,18 150,71 172,24 193,77 215,3 236,83 258,36 279,89 301,42 322,95 344,48 366,01 387,54 409,07 430,6



Tegangan listrik yang dihasilhan fotovolta dari variasi jumlah modul dapat kita lihat radiasi matahari terendah yaitu 152 W/m2 pada jumlah modul 1 menghasilkan tegangan listrik 20,21 Volt, dan pada jumlah modul 20 menghasilkan tegangan 404,2 Volt. Radiasi matahari 508 W/m2 pada jumlah modul 1 menghasilkan tegangan listrik 236,83 Volt, dan pada jumlah modul 20 menghasilkan tegangan 430,6 Volt. jumlah sel 1 jumlah sel 2

500

jumlah sel 3 jumlah sel 4 jumlah sel 6

400

jumlah sel 7

Tegangan Listrik (V)

jumlah sel 8 jumlah sel 9

300


200


100

jumlah sel 16 jumlah sel 17 0 0

100

200

300

400

500

Radiasi Matahari W/m2

600


Gambar 4.1. Grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta

Variasi radiasi matahari pada jumlah modul fotovolta yang sama menghasilkan tegangan listrik yang berbeda-beda. Dari Gambar 4.3. Grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta dapat kita lihat bahwa, semakin besar nilai radiasi matahari, maka semakin besar pula nilai tegangan commit tolistrik user yang dihasilkan oleh fotovolta.



Demikian juga dengan jumlah modul pada fotovolta, semakin banyak modul yang dipakai dalam fotovolta, pada radiasi yang sama akan menghasilkan tegangan listrik yang lebih besar juga.

4.2. Torsi dan Putaran Mesin Motor Induksi Dari hasil penelitian, tegangan listrik fotovolta hasil konversi radiasi matahari menjadi tegangan listrik, akan digunakan sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan motor induksi sehingga menghasilkan torsi dan putaran mesin motor induksi.

4.2.1.Putaran Mesin Motor Induksi 1400

Putaran Mesin (RPM)

1200 1000 800 3hp

600

5hp

400 200 0 0

100

200

300

400

500

Tegangan Listrik (Volt)

Gambar 4.2. Grafik hubungan variasi tegangan listrik dengan putaran mesin yang dihasilkan motor induksi

Variasi tegangan listrik sebagai penyuplai motor induksi menghasilkan putaran mesin yang berbeda-beda. Dari simulasi yang telah dilakukan semakin besar tegangan listrik, maka semakin besar pula putaran mesin yang commit to user dihasilkan. Tegangan listrik terkecil yang mampu untuk menggerakkan motor



induksi 3 HP adalah 202,1 volt yang dihasilkan oleh fotovolta 10 modul pada radiasi 152 W/m2 menghasilkan putaran mesin 1090 RPM. Sedangkan pada tegangan listik terbesar 430,6 volt yaitu pada fotovolta 20 modul pada radiasi 508 W/m2 menghasilkan putaran mesin 1312 RPM. Tegangan listrik terkecil yang mampu untuk menggerakkan motor induksi 5 HP adalah 243,57 volt yang dihasilkan oleh fotovolta 17 modul pada radiasi 152 W/m2 menghasilkan putaran mesin 1244 RPM. Sedangkan pada tegangan listik terbesar 430,6 volt yaitu pada fotovolta 20 modul pada radiasi 508 W/m2 menghasilkan putaran mesin 1292 RPM.

4.2.2.Torsi Motor Induksi 14 12

Torsi (Nm)

10 8 3 HP

6

5 HP

4 2 0 0

100

200

300

400

500

Tegangan Listrik

Gambar 4.3. Grafik hubungan variasi tegangan listrik dengan torsi yang dihasilkan motor induksi

Variasi tegangan listrik sebagai penyuplai motor induksi menghasilkan torsi dan putaran mesin yang berbeda-beda. Dari simulasi yang telah dilakukan semakin besar tegangan listrik, maka semakin besar putaran mesin user Tegangan listrik terkecil yang tetapi torsi yang dihasilkan commit semakinto kecil.



mampu untuk menggerakkan motor induksi 3 HP adalah 202,1 Volt yang dihasilkan oleh fotovolta 10 modul pada radiasi 152 W/m2 menghasilkan torsi 11,79 Nm. Sedangkan pada tegangan listik terbesar 430,6 volt yaitu pada fotovolta 20 modul pada radiasi 508 W/m2 menghasilkan torsi 11,08 Nm. Tegangan listrik terkecil yang mampu untuk menggerakkan motor induksi 5 HP adalah 243,57 volt yang dihasilkan oleh fotovolta 17 modul pada radiasi 152 W/m2 menghasilkan torsi 12,46 Nm. Sedangkan pada tegangan listik terbesar 430,6 volt yaitu pada fotovolta 20 modul pada radiasi 508 W/m2 menghasilkan torsi 12,33 Nm.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

5.1

Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan pemodelan grid mikro dengan sumber fotovolta dengan beban motor induksi menggunakan perangkat lunak dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1.

Tegangan listrik terkecil yang mampu untuk menggerakkan motor induksi 3 HP adalah 202,1 Volt yang dihasilkan oleh fotovolta 10 modul pada radiasi 152 W/m2 menghasilkan putaran mesin 1090 RPM dan menghasilkan torsi 11,79 Nm. Sedangkan untuk motor induksi 5 HP adalah 243,57 Volt yang dihasilkan oleh fotovolta 17 modul pada radiasi 152 W/m2 menghasilkan putaran mesin 1244 RPM dan torsi 12,46 Nm, menunjukkan bahwa simulasi grid mikro pada fotovolta dengan beban motor induksi bisa dilakukan dengan bantuan perangkat lunak.

2.

Grafik hubungan variasi radiasi matahari dengan tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta menunjukkan semakin besar nilai radiasi matahari dan jumlah modul pada fotovolta maka semakin besar pula nilai tegangan listrik yang dihasilkan. Grafik hubungan variasi tegangan listrik dengan torsi dan grafik hubungan variasi tegangan listrik dengan putaran mesin yang dihasilkan motor induksi menunjukkan semakin besar tegangan listrik yang dihasilkan fotovolta, maka akan semakin besar putaran mesin yang dihasilkan oleh motor induksi.

5.2.

Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengembangkan metode simulasi grid mikro pada fotovolta dengan beban motor induksi agar diperoleh hasil yang lebih baik.

commit to user

35

SIMULASI GRID MIKRO PADA FOTOVOLTA DENGAN BEBAN MOTOR INDUKSI

Recommend Documents