PERANCANGAN MEKANIKAL ELEKTRIKAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DI DUSUN SELAYAR, DESA GELANGGANG, LOMBOK TIMUR, NUSA TENGGARA BARAT

(1)

PERANCANGAN MEKANIKAL

–

ELEKTRIKAL

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DI DUSUN

SELAYAR, DESA GELANGGANG, LOMBOK TIMUR,

NUSA TENGGARA BARAT

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

Ghaza Hapsoro 08530078

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN MEKANIKAL – ELEKTRIKAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DI DUSUN SELAYAR, DESA GELANGGANG,

LOMBOK TIMUR, NUSA TENGGARA BARAT

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun oleh, Ghaza Hapsoro NIM. 08530078

Tanggal Ujian : 27 Agustus 2015 Periode Wisuda : Periode III

Disetujui Oleh :

1. Ir. M. Irfan, MT Pembimbing I

NIP: 10892030255 ( )

2. Machmud Effendy, ST.M.Eng. Pembimbing II

NIP: 10802030363 ( )

3. Ir. Nurhadi, MT Penguji I

NIP: 10890090183 ( )

4. Dr. Zulfatman, ST. MEng Penguji II

NIP: 10803090403 ( )

Mengetahui, Ketua Jurusan, Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

(3)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

ʽʽPERANCANGAN MEKANIKAL – ELEKTRIKAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU DI DUSUN SELAYAR, DESA GELANGGANG, LOMBOK TIMUR, NUSA TENGGARA BARAT”.

Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, 26 Agustus 2015

(4)

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

SURAT PERNYATAAN... iv

ABSTRAKSI... v

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang …...…...………..1

1.2Rumusan Massalah ...………...2

1.3Tujuan ...3

1.4Batasan Masalah ...3

1.5Metodologi ...3

1.6Sistematika Penulisan ...4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian ...5

2.2 Potensi Energi Angin ...7

2.3 Teknologi Turbin Angin ...11

2.4 Perancangan Kelistrikan ...19

BAB III PERANCANGAN ALAT 3,1 Potensi Daya Terbangkit...22

3.2 Tenaga Mekanik...22

3.3 Perancangan Kelistrikan...26

BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Penyelesaian...28

4.2 Analisa Elektrikal ... ...30 BAB V PENUTUP

(5)

5,1 Kesimpulan ...33 5.2 Saran ...33 DAFTAR PUSTAKA...34

(6)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram blok PLTB ...………...6

Gambar 2.2 Profil umum geseran angina ...8

Gambar 2.3 Berbagai jenis turbin angin ...12

Gambar 2.4 Torsi rotor untuk berbagai jenis turbin angin ...13

Gambar 2.5 Efisiensi rotor dan soliditas rotor ...14

Gambar 2.6 Efisiensi rotor untuk berbagai tipe turbin angin ...15

Gambar 2.7 eisiensi aerodinamik pelat datar ...16

Gambar 2.8 Efisiensi aerodinamik berbagai airfoil untuk bilangan Reynold 105 ...17

Gambar 2.9 Efisiensi aerodinamik berbagai airfoil untuk bilangan Reynold 1.5x105 ...17

Gambar 2.10 Turbin vertical yang tidak terganggu dengan turbulensi...18

(7)

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Potensi angin yang bisa dimanfaatkan sebagai

(8)

Daftar Pustaka 1. www.google.com

2. www.wikipedia.ac.id

3. Dinas Pertambangan dan Energi, NTB

4. www.elsevier.com/locate/windturbine/verticalaxist;

5. Aji, Riangga. 2011 : Pengaruh Variasi Tinggi Sudu Terhadap Performansi Vertical Axis Wind Turbine Jenis Savonius Type-U; Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.

6. Djojodihardjo, H., J.P. Molly, Wind Energy Systems, Penerbit Alumni, Bandung, 1983,

7. Hermawan. 2010 : Unjuk Kerja Model Trubin Angin Poros Vertikal Tipe Savonius Dengan Variasi Jumlah Sudu Dan Variasi Posisi Sudu; Jurusan Teknik Mesin Dan Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. 8. R.N. Hidayatullah dkk, Desain Alat Konversi Anergi Angin Type Savonius

Sebagai Pembangkit Listrik Pada Pulau Bawean, Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya, 1 – 10 , 2010

9. T.A. Fauzi Soelaiman dkk, Perancangan, Pembuatan dan Pengujian Prototipe SKEA Menggunakan Rotor Savonius dan Windside untuk Penerangan Jalan Tol, Pusat Rekayasa Industri Program Studi Teknik Mesin, Institut TeknologiBandung , 2007.

10.R.N. Hidayatullah dkk, Desain Alat Konversi Anergi Angin Type Savonius Sebagai Pembangkit Listrik Pada Pulau Bawean, Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya, 1 – 10 , 2010

11.Setiawan AA, Soenoko R., Sutikno D, 2012, Pengaruh Jarak Celah Sudu terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Poros Vertical Savonius. Univ.Brawijaya. Malang

12.Mahendra B, Soenoko R.& Sutikno D, 2012, Pengaruh Jumlah Sudu Terhadap Unjuk Kerja Turbin Savonius Type L. Univ.Brawijaya. Malang 13.Lutfi FS, Nugroho G & Musyafa A, 2013, “Rancang bangun turbin angin

vertical jenis savonius dengan variasi jumlah stage dan phase shift angle untuk memperoleh daya maksimum”, ITS, Surabaya.

(9)

14.Department of Mechanics and Materials, University of Reggio Calabria, via Graziella, contrada Feo di Vito, Reggio Calabria 89060, Italy

15.Department of Environmental Engineering and Physics, University of Reggio Calabria, via Graziella, contrada Feo di Vito, Reggio Calabria 89060, Italy

(10)

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Nur Kasan,MT selaku pembimbing I tugas akhir.

2. Bapak Machmud Effendy, ST.M.Eng. selaku pembimbing II tugas akhir. 3. Bapak/Ibu Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 4. Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah,MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

5. Semua Dosen Pengajar Jurusan Teknik Elektro atas arahan, pengetahuan dan bantuan yang diberikan.

6. Kedua orang tua, kakak-kakak saya yang selalu memberi dukungan moral yang membantu terlasana tugas akhir saya.

7. Rekan Elektro 2008 Muhammad Faiz, Very Faisal Vany, dan seluruhnya yang selalu memberi dukungan.

8. Sahabat Ikhwansyah Novrizal, L. Puji Indra Kharisma, Khairan Muiz, Gemma Akbar Aid Al-Fitri dan sahabat-sahabat lainnya.

Dengan kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk menyempurnakan penulisan skripsi ini. Akhirnya semoga laporan skripsi ini dapat membantu banyak, khususnya bagi penulis.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 14 September 2015

(11)

1 BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Disamping pembangunan instalasi energi terbarukan, pemerintah pusat dan pemerintah daerah Provinsi Nusa Tenggara Barat mendorong terwujudnya program Desa Mandiri Energi (DME) yang bertujuan untuk menjaga pasokan energi listrik bagi masyarakat, meragamkan sumber energi masyarakat, meningkatkan produktivitas kegiatan ekonomi masyarakat desa, meningkatkan kesempatan kerja, dan meningkatkan kesejahteraan pada umumnya melalui penyediaan energi terbarukan yang terjangkau dan berkelanjutan. Program Desa Mandiri Energi (DME) adalah program terobosan atau program unggulan yang dilaksanakan oleh Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi NTB tahun 2009-2013.

Di Nusa Tenggara Barat, Pengembangan DME diarahkan sebagai pemanfaatan potensi setempat baik berbasis nabati maupun non nabati yang arahnya mengikuti kebijakan pemerintah setempat.

Sasaran utama DME adalah terwujudnya pemenuhan energi dari sumber daya lokal serta penciptaan lapangan kerja dan peningkatan pendapatan di desa miskin, desa tertinggal, desa transmigrasi, desa pesisir, desa pulau kecil dan desa daerah perbatasan. Provinsi Nusa Tenggara Barat memiliki potensi energi terbarukan yang cukup melimpah, diantaranya energi air, panas bumi, angin, biomassa, biogas, dan surya.

Meskipun memiliki potensi energi terbarukan yang melimpah namun pemanfaatannya baru dilakukan secara terbatas karena pertimbangan biaya dan terknologi yang terbatas. Jenis energi terbarukan yang dikembangkan sejauh ini adalah energi air skala kecil melalui pembangunan Pembangkit Listrik Tenga Mikrohidro (PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro (PLTM), energi surya untuk penerangan rumah tangga pedesaan serta pemanfaatan biogas dan biomassa untuk bahan bakar memasak skala rumah tangga.

Dusun Selayar sebagai objek berada di Desa Gelanggang, Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat. Desa ini adalah desa transmigrasi yang sejak berdirinya (1998) hingga kini (2013) masi belum maksimal teraliri listrik. Namun memiliki sumber angin yang sangat potensial untuk dijadikan sebagai sumber energi pembangkit listrik tenaga angin

(12)

2 skala kecil. Kecepatan angin rata yang didapat mencapai 3,4 m/s dan dapat menghasilkan 1000 watt/ turbine. Yang akan dibangun 7 buah trubin untuk menghasilkan listrik agar bisa mensejahterakan masyarakat sekitar (sumber: Dinas Pertambangan dan Energi NTB). Studi kelayakan sebenarnya sudah dilakukan oleh Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi NTB pada tahun 2008 dan terbilang layak untuk dibangun sebuah PLTB namun realisasinya juga belum ada. Mengingat potensi angin sangat baik kedepannya, hasil analisa ini nantinya akan dikonversikan menjadi sebuah program aplikasi yang mana dengan program aplikasi ini masyarakat yang ingin mengetahui analisa mekanik dan elektrik dari potensi suatu sumber angin untuk dijadikan PLTB dapat mengetahuinya dengan mudah tanpa harus melakukan perhitungan rumit secara manual.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, permasalahan masalah yang akan dibahas adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana menentukan tipe dan spesifikasi peralatan mekanikal dan elektrikal PLTB yang paling efektif untuk diaplikasikan di Dusun Selayar, Desa Gelanggang, Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat?

2. Bagaimana membuat sebuah aplikasi simulasi menggunakan microsoft office excel berdasarkan analisa mekanikal-elektrikal PLTB?

1.3Tujuan

1. Melakukan analisa terhadap PLTB dusun Selayar , desa Gelanggang, Kab. Lombok Timur.

2. Merancang dan menentukan tipe dan spesifikasi mekanikal-elektrikal PLTB Dusun Selayar, Desa Gelanggang, Kab. Lombok Timur.

1.4Batasan Masalah

1. Masalah dibatasi dengan tidak terlalu melakukan pembahasan mendalam mengenai aspek sipil dari PLTB itu sendiri, melainkan seperlunya saja.

2 Sistem mekanikal yang dibahas adalah sistem mekanik pada sudu/blade, poros dan pasak, kecepatan rotor.

(13)

3 3 Sistem elektrikal adalah sistem elektrik pada PLTB hingga ke transmisi listrik (generator, kontrol elektronik, pembebanan semu, penggunaan baterai dan sistem transmisi). Tidak termasuk instalasi pada beban.

4 Perhitungan menggunakan microsoft office excel dari hasil analisa.

1.5 Metodologi

Metode yang digunakan dalam menyusun tugas akhir dengan judul “Analisa

Pembuatan Pembangkit Litrik Tenaga Bayu (PLTB) pada Dusun Sselayar, Desa

Gelanggang, Kab. Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat” adalah sebagai berikut:

1. Studi Lapangan.

Yaitu dengan mengunjungi lokasi objek studi (Dusun Sselayar, Desa Gelanggang, Kab. Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat) dan mengunjungi Dinas pertambangan dan Energi provinsi NTB untuk memperoleh data terkait yang dibutuhkan.

2. Kajian Literatur.

Dalam kajian literatur, penulis menggunakan beberapa sumber informasi dari referensi buku dan jurnal dari media cetak maupun media elektronik seperti internet.

3. Perancangan.

Pada perancangan ini diperlukan beberapa analisa yang harus dilakukan untuk menghasilkan daya yang dibutuhkan antara lain menganalisa daya terbangkit, transmisi daya mekanik, dan analisa perancangan kelistrikan. Disamping itu perlu ditambahkan perhitungan menggunakan program yang telah ditentukan.

4. Kesimpulan.

Kesimpulan berisi tentang ringkasan hasil implementasi dan pengujian, kesimpulan harus dilakukan dengan tajam dan jelas.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada tugas akhir “Analisa Pembuatan Pembangkit Litrik

Tenaga Bayu (PLTB) pada Dusun Sselayar, Desa Gelanggang, Kab. Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat” adalah sebagai berikut:

(14)

4 BAB I PENDAHULUAN

Akan menguraikan secara garis besar terhadap permasalahan yang terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metodologi penulisan, sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Tinjauan pustaka mengacu pada buku jurnal ilmiah nasional maupun internasional.

BAB III PERANCANGAN

Perancangan serta merumuskan seperti yang dijelaskan pada BAB II. BAB IV PEMBAHASAN

Menganalisa sistem mekanikal-elektrikal yang efektif, efisiensi dan aktual serta pembuatan program perhitungan.

PENUTUP

(1)