Pengaturan Pitch Angle Turbin Angin Berbasis Kendali Logika Fuzzy (Aplikasi Pada Data Angin Daerah Medan Tuntungan dan Sekitarnya)
TUGAS AKHIR
PENGATURAN PITCH ANGLE TURBIN ANGIN BERBASIS KENDALI
LOGIKA FUZZY
(Aplikasi Pada Data Angin Daerah Medan Tuntungan dan Sekitarnya)
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
Emir Lutfi Pahlevi
NIM: 110402041
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Abstrak
Perkembangan kebutuhan tenaga listrik terus meningkat. Hal ini
meyebabkan perlunya pengembangan pemanfaatkan energi terbarukan. Salah satu
sumber energi listrik ramah lingkungan adalah Turbin Angin. Terdapat beberapa
metoda untuk meningkatkan efisiensi kerja turbin angin. Pitch Angle Control pada
turbin angin (Wind Turbine) telah banyak digunakan untuk mengurangi torsi dan
variasi daya keluaran saat kecepatan angin yang tinggi. Namun menggunakan
kontrol ini untuk memaksimalkan daya yang terdapat pada energi angin juga
merupakan pengaruh yang ditimbulkan dengan menambahkan kontrol pitch angle.
Tulisan ini membahas tentang pengaturan pitch angle turbin angin dengan
menggunakan Fuzzy Logic Controller (FLC) yang mana kontrol ini
mempengaruhi koefisien performansi (Performance Coefficient) pada turbin
angin. Penelitian ini menghasilkan dasar pengaturan kontrol yang mampu
menghasilkan pembangkitan energi angin di Kota Medan khususnya daerah
Tuntungan dan sekitarnya menjadi efektif dengan tetap menjaga keamanan kerja
turbin angin. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penambahan kendali logika
fuzzy pada pengaturan sudut baling-baling turbin mampu meningkatkan efisiensi
kerja turbin angin sebesar 11,9% dibandingkan saat menggunakan sudut tetap 10o,
dimana sudut tetap sebesar 10o dianggap paling optimal untuk kondisi angin kota
Medan.
Kata kunci : Pitch Angle Control, Wind Turbine, FLC, Performance
Coefficient
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena
atas berkat rahmat dan ridho-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan.
Tidak lupa juga shalawat beriring salam penulis haturkan kepada junjungan Nabi
Besar Muhammad SAW.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu
di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
“PENGATURAN PITCH ANGLE TURBIN ANGIN BERBASIS KENDALI
LOGIKA FUZZY”
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa Ibunda
(Prasetyanti Handayani) dan Ayahanda (Alm. Pahlevi Basyah) dan Abang
tersayang (Mohammad Akbar Pahlevi) yang selalu memberikan semangat dan
mendoakan penulis sepanjang hari dan mendukung penulis selama masa studi dan
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:
1. Ibu Syiska Yana, S.T., M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan
bantuan, bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan
hingga penyusunan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir,
serta Dosen Wali penulis, dan selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
FT USU yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas
Akhir dan telah banyak memberikan motivasi dan pelajaran selama masa
perkuliahan.
ii
Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang
telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta
senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.
4. Bapak Ir. Panusur S.M.L. Tobing, selaku Dosen Wali Penulis yang
senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan
pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada
penulis.
6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
7. Seluruh Keluarga Basyah dan Keluarga Senayan, khususnya Abua Sabri
Basyah, Mami Asiah Basyah, Oom Youfi Basyah, Oom Ihsan, Aki Nies,
Oom Wahyu, Oom Wawan, Tante Nina, Bang Haikal, Bang Irham dan
Vita yang selalu memberikan bimbingan, motivasi dan doa kepada penulis
untuk menjadi seorang yang bijak dan menjalani perkuliahan dari awal
hingga selesai.
8. Abangnda Join Wanchanlin Sigalingging yang memberikan motivasi dan
bantuan data dalam mengerjakan tugas akhir tentang turbin angin.
9. Sahabat-sahabat terbaik pemberi saran, motivasi, dukungan dan cerita
yang sangat sering membantu penulis selama masa pengerjaan Tugas
Akhir: Riko Pasaribu, Rizky Handalan, Yoshua Bangun, Canboy
Doloksaribu, James Napitupulu, Alberth Sitorus, Josiah Suatan, Yosef
Tarigan, Eric Khatio, Ferro Aritonang, Zein, Aspar, Bang Rio Gultom,
Bang Sandy Simanjuntak, Bill Tarigan, Tidauccy, Sandro Panggabean.
Dan teman-teman lama penulis: Rizqy Fauzi dan Rifqy Maulana.
10. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberikan bantuan dan dukungan.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih belum
sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun
susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca untuk menyempurnakan dan
mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
iii
Universitas Sumatera Utara
Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat
berguna bagi kita semua dan hanya kepada Allah SWT-lah penulis menyerahkan
diri.
Medan, November 2015
Penulis
Emir Lutfi Pahlevi
NIM: 110402041
iv
Universitas Sumatera Utara
Daftar Isi
Halaman
Abstrak ..................................................................................................................... i
Kata Pengantar ........................................................................................................ ii
Daftar Isi...................................................................................................................v
Daftar Gambar ....................................................................................................... vii
Daftar Tabel ........................................................................................................... ix
I. Pendahuluan ..........................................................................................................1
I.1 Latar Belakang ................................................................................................1
I.2 Tujuan .............................................................................................................5
I.3 Batasan Masalah .............................................................................................5
I.4 Manfaat ...........................................................................................................6
I.5 Luaran Tugas Akhir ........................................................................................6
II. Tinjauan Pustaka .................................................................................................7
2.1 Turbin Angin ..................................................................................................7
2.2 Pengontrolan Daya Turbin Angin ................................................................17
2.2.1 Stall Control ........................................................................................20
2.2.2 Pitch Control .......................................................................................21
2.2.3 Active Stall Control .............................................................................22
2.3 Pitch Angle Control .....................................................................................22
2.3.1 Proportional and Integral (PI) Controller ..........................................26
2.3.2 Fuzzy Logic Controller .......................................................................28
III. Metode Penelitian.............................................................................................33
3.1 Tempat dan Waktu .......................................................................................33
3.2 Bahan dan Peralatan .....................................................................................33
3.3 Variabel yang Diamati .................................................................................33
3.4 Prosedur Penelitian.......................................................................................34
3.5 Metoda Kerja Kendali Pitch Angle Berbasis Logika Fuzzy .........................37
v
Universitas Sumatera Utara
IV. Simulasi Pengaturan Pitch Angle Turbin Angin Berbasis Kendali Logika
Fuzzy ......................................................................................................................40
4.1 Umum...........................................................................................................40
4.2 Pengaturan Pitch Angle Turbin Angin .........................................................41
4.3 Rangkaian Simulasi......................................................................................51
4.4 Hasil Simulasi ..............................................................................................52
4.5 Perbandingan Kinerja Turbin Angin Dengan dan Tanpa Kendali Fuzzy ....55
4.6 Pengaturan Tegangan pada Turbin Angin....................................................59
V. Kesimpulan dan Saran.......................................................................................67
3.1 Kesimpulan ..................................................................................................67
3.2 Saran.............................................................................................................68
Daftar Pustaka
Lampiran
vi
Universitas Sumatera Utara
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal..........................................................9
Gambar 2.2 Bagian-bagian Turbin Angin Sumbu Horizontal ...............................10
Gambar 2.3 Turbin Angin Sumbu Vertikal............................................................15
Gambar 2.4 Skema Fixed-speed Wind Turbine .....................................................16
Gambar 2.5 Skema Variable-Speed Wind Turbine ................................................17
Gambar 2.6 Karakteristik Cp Vs
dengan pitch angle ..........................................19
Gambar 2.7 Pengaruh sudut pitch angle pada aerodinamika turbin ......................23
Gambar 2.8 Cara kerja kontrol sudut baling-baling turbin angin ..........................23
Gambar 2.9 Diagram blok kontrol pitch angle ......................................................27
Gambar 2.10 Strategi pengaturan pitch angle ........................................................29
Gambar 2.11 Fungsi membership sinyal input kendali fuzzy (power error) ..........30
Gambar 2.12 Fungsi membership sinyal output kendali fuzzy (variasi sudut) .......30
Gambar 2.13 Strategi kontrol dengan logika fuzzy dengan referensi P..................32
Gambar 2.14 Strategi kontrol dengan logika fuzzy dengan referensi
.................32
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .....................................................................34
Gambar 3.2 Fungsi membership sinyal input kendali fuzzy ...................................38
Gambar 3.3 Fungsi membership sinyal output kendali fuzzy .................................38
Gambar 3.4 Diagram blok kontrol turbin angin berbasis logika fuzzy ...................38
Gambar 3.5 Diagram alir kontrol turbin angin berbasis logika fuzzy ....................39
Gambar 4.1 Blok diagram kontrol logika fuzzy pada turbin angin ........................41
Gambar 4.2 Fungsi membership sinyal input pengendali fuzzy .............................49
Gambar 4.3 Fungsi membership sinyal output pengendali fuzzy ...........................50
Gambar 4.4 Rangkaian simulasi kendali pitch angle turbin angin dengan logika
fuzzy ........................................................................................................................51
Gambar 4.5 Rangkaian simulasi sistem turbin angin secara keseluruhan dengan
kendali logika fuzzy ................................................................................................51
Gambar 4.6 Kecepatan Angin Simulasi .................................................................52
Gambar 4.7 Pitch Angle turbin angin dengan kendali logika fuzzy .......................52
Gambar 4.8 Daya mekanis turbin angin dengan kendali logika fuzzy ...................53
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Daya elektris generator turbin angin dengan kendali logika fuzzy .....53
Gambar 4.10 Tegangan output generator turbin dengan kendali logika fuzzy .......54
Gambar 4.11 Arus output generator turbin angin dengan kendali logika fuzzy .....54
Gambar 4.12 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 0o....................................................................................................................55
Gambar 4.13 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 2o....................................................................................................................56
Gambar 4.14 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 10o..................................................................................................................57
Gambar 4.15 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 19o..................................................................................................................58
Gambar 4.16 Tegangan dan arus keluaran generator turbin angin dengan
kecepatan angin berubah dari 3 ke 4 dan 4 ke 5 m/s ..............................................60
Gambar 4.17 Tegangan dan arus keluaran generator turbin angin dengan
kecepatan angin berubah dari 5 ke 4 dan 4 ke 3 m/s ..............................................61
Gambar 4.18 Hubungan antara tegangan keluaran generator turbin angin dan
kecepatan angin ......................................................................................................61
Gambar 4.19 Kontrol tegangan pada sistem turbin angin ......................................62
Gambar 4.20 Rangkaian penyearah tegangan ........................................................63
Gambar 4.21 Tegangan keluaran penyearah tegangan ..........................................64
Gambar 4.22 Rangkaian buck-boost converter ......................................................65
Gambar 4.23 Rangkaian inverter ...........................................................................66
viii
Universitas Sumatera Utara
Daftar Tabel
Tabel 1.1 Kecepatan Angin Rata-Rata Daerah Medan Tuntungan ........................ 1
Tabel 2.1 Dasar aturan untuk variasi besaran sudut.............................................. 30
Tabel 4.1 Hubungan Besaran Sudut Baling-Baling Turbin Angin dengan
Kecepatan Angin ................................................................................................... 49
Tabel 4.2 Peraturan-peraturan dasar kendali pitch angle turbin angin ................. 50
ix
Universitas Sumatera Utara
PENGATURAN PITCH ANGLE TURBIN ANGIN BERBASIS KENDALI
LOGIKA FUZZY
(Aplikasi Pada Data Angin Daerah Medan Tuntungan dan Sekitarnya)
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
Emir Lutfi Pahlevi
NIM: 110402041
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Abstrak
Perkembangan kebutuhan tenaga listrik terus meningkat. Hal ini
meyebabkan perlunya pengembangan pemanfaatkan energi terbarukan. Salah satu
sumber energi listrik ramah lingkungan adalah Turbin Angin. Terdapat beberapa
metoda untuk meningkatkan efisiensi kerja turbin angin. Pitch Angle Control pada
turbin angin (Wind Turbine) telah banyak digunakan untuk mengurangi torsi dan
variasi daya keluaran saat kecepatan angin yang tinggi. Namun menggunakan
kontrol ini untuk memaksimalkan daya yang terdapat pada energi angin juga
merupakan pengaruh yang ditimbulkan dengan menambahkan kontrol pitch angle.
Tulisan ini membahas tentang pengaturan pitch angle turbin angin dengan
menggunakan Fuzzy Logic Controller (FLC) yang mana kontrol ini
mempengaruhi koefisien performansi (Performance Coefficient) pada turbin
angin. Penelitian ini menghasilkan dasar pengaturan kontrol yang mampu
menghasilkan pembangkitan energi angin di Kota Medan khususnya daerah
Tuntungan dan sekitarnya menjadi efektif dengan tetap menjaga keamanan kerja
turbin angin. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penambahan kendali logika
fuzzy pada pengaturan sudut baling-baling turbin mampu meningkatkan efisiensi
kerja turbin angin sebesar 11,9% dibandingkan saat menggunakan sudut tetap 10o,
dimana sudut tetap sebesar 10o dianggap paling optimal untuk kondisi angin kota
Medan.
Kata kunci : Pitch Angle Control, Wind Turbine, FLC, Performance
Coefficient
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena
atas berkat rahmat dan ridho-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan.
Tidak lupa juga shalawat beriring salam penulis haturkan kepada junjungan Nabi
Besar Muhammad SAW.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu
di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
“PENGATURAN PITCH ANGLE TURBIN ANGIN BERBASIS KENDALI
LOGIKA FUZZY”
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa Ibunda
(Prasetyanti Handayani) dan Ayahanda (Alm. Pahlevi Basyah) dan Abang
tersayang (Mohammad Akbar Pahlevi) yang selalu memberikan semangat dan
mendoakan penulis sepanjang hari dan mendukung penulis selama masa studi dan
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:
1. Ibu Syiska Yana, S.T., M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan
bantuan, bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan
hingga penyusunan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir,
serta Dosen Wali penulis, dan selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
FT USU yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas
Akhir dan telah banyak memberikan motivasi dan pelajaran selama masa
perkuliahan.
ii
Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang
telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta
senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.
4. Bapak Ir. Panusur S.M.L. Tobing, selaku Dosen Wali Penulis yang
senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan
pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada
penulis.
6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
7. Seluruh Keluarga Basyah dan Keluarga Senayan, khususnya Abua Sabri
Basyah, Mami Asiah Basyah, Oom Youfi Basyah, Oom Ihsan, Aki Nies,
Oom Wahyu, Oom Wawan, Tante Nina, Bang Haikal, Bang Irham dan
Vita yang selalu memberikan bimbingan, motivasi dan doa kepada penulis
untuk menjadi seorang yang bijak dan menjalani perkuliahan dari awal
hingga selesai.
8. Abangnda Join Wanchanlin Sigalingging yang memberikan motivasi dan
bantuan data dalam mengerjakan tugas akhir tentang turbin angin.
9. Sahabat-sahabat terbaik pemberi saran, motivasi, dukungan dan cerita
yang sangat sering membantu penulis selama masa pengerjaan Tugas
Akhir: Riko Pasaribu, Rizky Handalan, Yoshua Bangun, Canboy
Doloksaribu, James Napitupulu, Alberth Sitorus, Josiah Suatan, Yosef
Tarigan, Eric Khatio, Ferro Aritonang, Zein, Aspar, Bang Rio Gultom,
Bang Sandy Simanjuntak, Bill Tarigan, Tidauccy, Sandro Panggabean.
Dan teman-teman lama penulis: Rizqy Fauzi dan Rifqy Maulana.
10. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberikan bantuan dan dukungan.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih belum
sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun
susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca untuk menyempurnakan dan
mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
iii
Universitas Sumatera Utara
Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat
berguna bagi kita semua dan hanya kepada Allah SWT-lah penulis menyerahkan
diri.
Medan, November 2015
Penulis
Emir Lutfi Pahlevi
NIM: 110402041
iv
Universitas Sumatera Utara
Daftar Isi
Halaman
Abstrak ..................................................................................................................... i
Kata Pengantar ........................................................................................................ ii
Daftar Isi...................................................................................................................v
Daftar Gambar ....................................................................................................... vii
Daftar Tabel ........................................................................................................... ix
I. Pendahuluan ..........................................................................................................1
I.1 Latar Belakang ................................................................................................1
I.2 Tujuan .............................................................................................................5
I.3 Batasan Masalah .............................................................................................5
I.4 Manfaat ...........................................................................................................6
I.5 Luaran Tugas Akhir ........................................................................................6
II. Tinjauan Pustaka .................................................................................................7
2.1 Turbin Angin ..................................................................................................7
2.2 Pengontrolan Daya Turbin Angin ................................................................17
2.2.1 Stall Control ........................................................................................20
2.2.2 Pitch Control .......................................................................................21
2.2.3 Active Stall Control .............................................................................22
2.3 Pitch Angle Control .....................................................................................22
2.3.1 Proportional and Integral (PI) Controller ..........................................26
2.3.2 Fuzzy Logic Controller .......................................................................28
III. Metode Penelitian.............................................................................................33
3.1 Tempat dan Waktu .......................................................................................33
3.2 Bahan dan Peralatan .....................................................................................33
3.3 Variabel yang Diamati .................................................................................33
3.4 Prosedur Penelitian.......................................................................................34
3.5 Metoda Kerja Kendali Pitch Angle Berbasis Logika Fuzzy .........................37
v
Universitas Sumatera Utara
IV. Simulasi Pengaturan Pitch Angle Turbin Angin Berbasis Kendali Logika
Fuzzy ......................................................................................................................40
4.1 Umum...........................................................................................................40
4.2 Pengaturan Pitch Angle Turbin Angin .........................................................41
4.3 Rangkaian Simulasi......................................................................................51
4.4 Hasil Simulasi ..............................................................................................52
4.5 Perbandingan Kinerja Turbin Angin Dengan dan Tanpa Kendali Fuzzy ....55
4.6 Pengaturan Tegangan pada Turbin Angin....................................................59
V. Kesimpulan dan Saran.......................................................................................67
3.1 Kesimpulan ..................................................................................................67
3.2 Saran.............................................................................................................68
Daftar Pustaka
Lampiran
vi
Universitas Sumatera Utara
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal..........................................................9
Gambar 2.2 Bagian-bagian Turbin Angin Sumbu Horizontal ...............................10
Gambar 2.3 Turbin Angin Sumbu Vertikal............................................................15
Gambar 2.4 Skema Fixed-speed Wind Turbine .....................................................16
Gambar 2.5 Skema Variable-Speed Wind Turbine ................................................17
Gambar 2.6 Karakteristik Cp Vs
dengan pitch angle ..........................................19
Gambar 2.7 Pengaruh sudut pitch angle pada aerodinamika turbin ......................23
Gambar 2.8 Cara kerja kontrol sudut baling-baling turbin angin ..........................23
Gambar 2.9 Diagram blok kontrol pitch angle ......................................................27
Gambar 2.10 Strategi pengaturan pitch angle ........................................................29
Gambar 2.11 Fungsi membership sinyal input kendali fuzzy (power error) ..........30
Gambar 2.12 Fungsi membership sinyal output kendali fuzzy (variasi sudut) .......30
Gambar 2.13 Strategi kontrol dengan logika fuzzy dengan referensi P..................32
Gambar 2.14 Strategi kontrol dengan logika fuzzy dengan referensi
.................32
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .....................................................................34
Gambar 3.2 Fungsi membership sinyal input kendali fuzzy ...................................38
Gambar 3.3 Fungsi membership sinyal output kendali fuzzy .................................38
Gambar 3.4 Diagram blok kontrol turbin angin berbasis logika fuzzy ...................38
Gambar 3.5 Diagram alir kontrol turbin angin berbasis logika fuzzy ....................39
Gambar 4.1 Blok diagram kontrol logika fuzzy pada turbin angin ........................41
Gambar 4.2 Fungsi membership sinyal input pengendali fuzzy .............................49
Gambar 4.3 Fungsi membership sinyal output pengendali fuzzy ...........................50
Gambar 4.4 Rangkaian simulasi kendali pitch angle turbin angin dengan logika
fuzzy ........................................................................................................................51
Gambar 4.5 Rangkaian simulasi sistem turbin angin secara keseluruhan dengan
kendali logika fuzzy ................................................................................................51
Gambar 4.6 Kecepatan Angin Simulasi .................................................................52
Gambar 4.7 Pitch Angle turbin angin dengan kendali logika fuzzy .......................52
Gambar 4.8 Daya mekanis turbin angin dengan kendali logika fuzzy ...................53
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Daya elektris generator turbin angin dengan kendali logika fuzzy .....53
Gambar 4.10 Tegangan output generator turbin dengan kendali logika fuzzy .......54
Gambar 4.11 Arus output generator turbin angin dengan kendali logika fuzzy .....54
Gambar 4.12 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 0o....................................................................................................................55
Gambar 4.13 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 2o....................................................................................................................56
Gambar 4.14 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 10o..................................................................................................................57
Gambar 4.15 Perbandingan antara turbin dengan kendali logika fuzzy dan sudut
tetap 19o..................................................................................................................58
Gambar 4.16 Tegangan dan arus keluaran generator turbin angin dengan
kecepatan angin berubah dari 3 ke 4 dan 4 ke 5 m/s ..............................................60
Gambar 4.17 Tegangan dan arus keluaran generator turbin angin dengan
kecepatan angin berubah dari 5 ke 4 dan 4 ke 3 m/s ..............................................61
Gambar 4.18 Hubungan antara tegangan keluaran generator turbin angin dan
kecepatan angin ......................................................................................................61
Gambar 4.19 Kontrol tegangan pada sistem turbin angin ......................................62
Gambar 4.20 Rangkaian penyearah tegangan ........................................................63
Gambar 4.21 Tegangan keluaran penyearah tegangan ..........................................64
Gambar 4.22 Rangkaian buck-boost converter ......................................................65
Gambar 4.23 Rangkaian inverter ...........................................................................66
viii
Universitas Sumatera Utara
Daftar Tabel
Tabel 1.1 Kecepatan Angin Rata-Rata Daerah Medan Tuntungan ........................ 1
Tabel 2.1 Dasar aturan untuk variasi besaran sudut.............................................. 30
Tabel 4.1 Hubungan Besaran Sudut Baling-Baling Turbin Angin dengan
Kecepatan Angin ................................................................................................... 49
Tabel 4.2 Peraturan-peraturan dasar kendali pitch angle turbin angin ................. 50
ix
Universitas Sumatera Utara