Pustaka Ilmiah Universitas Padjadjaran

Abstrak

Optimalisasi Daya Dengan Stabilisasi Tegangan Pada Pemodelan Pembangkit Listrik Nano Hidro Power Optimization With Voltage Stabilization On Modeling Of Nano Hydro Power Generation

Permasalahan energi di Indonesia meliputi ketergantungan yang tinggi pada sumber energi fosil, konsumsi energi yang terus meningkat, dan rasio elektrifikasi yang masih rendah. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) di Indonesia sudah cukup banyak yang dibangun pada skala besar dan skala mikro. PLTA jenis ini memerlukan biaya yang besar dan cukup besar. Selain itu, infrastruktur PLTA jenis ini bersifat tetap, yaitu berupa waduk/bendungan serta saluran, pipa-pipa, dan power house. Untuk memenuhi kebutuhan listrik di pedesaan dan daerah-daerah terpencil, perlu dikembangkan suatu sistem pembangkit listrik tenaga air yang bersifat portable, damless, yang dapat memanfaatkan potensi sungai yang tersedia. Pembangkit listrik ini diberi nama Pembangkit Listrik Nano Hidro (PLNH). Sesuai dengan sumber energinya berupa aliran sungai, maka PLNH ini harus dapat beroperasi pada kondisi no head dan low debit yang berubah-ubah. Berdasarkan kondisi empirik berupa permasalahan yang dihadapi dan potensi sumber energi yang dimiliki, penelitian ini telah berhasil mengembangkan model PLNH yang memiliki karakteristik damless, no head, low debit, portable, easy operating, dan low investment. Model PLNH memberikan hasil berupa tegangan AC, power factor, daya listrik, dan efisiensi. Tegangan AC yang dihasilkan sebesar 21,1 volt – 145,3 volt (pada pengujian open circuit) dan 31,3 volt – 86,4 volt (pada pengujian dengan beban). Power factor yang dihasilkan sebesar 0,112 – 0,194 (pada pengujian open circuit) dan 0,302 – 0,712 (pada pengujian dengan beban). Pada pengujian open circuit diperoleh daya losses yang terjadi di dalam motor induksi dan generator sinkron sebesar 12,6 watt – 60,9 watt. Sedangkan daya listrik yang dihasilkan sebesar 48,21 watt – 367,32 watt, dengan daya listrik rata-rata sebesar 193,12 watt. Efisiensi sistem berkisar 84,87% – 99,76%, dengan efisiensi sistem rata-rata sebesar 93,32%. Model PLNH memberikan output berupa tegangan AC yang berubah-ubah, yang bergantung kepada kecepatan putaran turbin air. Semakin besar kecepatan putaran turbin air, maka semakin besar tegangan AC yang dihasilkan. Tegangan AC yang berubah-ubah ini tidak sesuai dengan kebutuhan pemakai untuk mengoperasikan peralatan elektronik yang dimilikinya. Dengan melakukan optimalisasi berdasarkan teknologi power electronics, maka diperoleh model perangkat keras (hardware) PLNH yang dapat menghasilkan output tegangan AC yang konstan yaitu sebesar 120 volt. Daya listrik yang dihasilkan sebesar 78 watt – 153 watt, dengan daya listrik rata-rata sebesar 110,25 watt. Efisiensi sistem berkisar 83,84% – 97,74%, dengan efisiensi sistem rata-rata sebesar 92,86%.

Energy issues in Indonesia include high dependence on fossil energy sources, energy consumption continues to rise, and the electrification ratio is still low. Hydro Power Plant in Indonesia is pretty much built on a large scale and micro scale. Hydro Power Plant this type of costly and quite large. In addition, this type of hydro power infrastructure is fixed, which form the reservoir/dam as well as channels, pipes, and power house. To meet the electricity needs in rural and remote areas, need to develop a hydroelectric system that is portable, damless, which can exploit the potential of the river are available. The plant is named Nano Hydro Power Generation (NHPG). In accordance with the energy source of the river, then this NHPG should be able to operate in conditions of no head and low discharge changing. Based on empirical conditions of the problems faced and potential energy sources that are owned, this study has successfully developed the NHPG model which has the characteristics damless, no head, low discharge, portable, easy operating, and low investment. Models of NHPG to result in AC voltage, power factor, electric power, and efficiency. The resulting AC voltage of 21.1 volts – 145.3 volts (open circuit on the test) and 31.3 volts – 86.4 volts (in testing with the load). The resulting power factor of 0.112 to 0.194 (at open-circuit test) and 0.302 to 0.712 (in testing with the load). In the open-circuit test power obtained losses that occur in induction motors and synchronous generators by 12.6 watts – 60.9 watts. While the electrical power generated by 48.21 watts – 367.32 watts, with electrical power by an average of 193.12 watts. The efficiency of the system ranges from 84.87% – 99.76%, with an average system efficiency of 93.32%. Models of NHPG provide AC output voltage swings, which depend on water turbine rotation speed. The greater the rotation speed of the water turbine, the greater the resulting AC voltage. AC voltage swings are not in accordance with the requirements of the user to operate the electronic equipment he had. By performing optimization based on power electronics technology, the obtained hardware model of NHPG that can produce a constant output AC voltage that is equal to 120 volts. Electrical power generated by 78 watts – 153 watts, with electrical power by an average of 110.25 watts. The efficiency of the system ranges from 83.84% – 97.74%, with an average system efficiency of 92.86%.

Untuk keterangan lebih lanjut silahkan menghubungi http://cisral.unpad.ac.id