Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Peraga Tenaga Pasang Surut (Tidal Powder) untuk Mata Kuliah Energi Baru dan Terbarukan (New and Renewable Energy) T1 612008081 BAB IV
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari
hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh
mana kinerja hasil perancangan yang telah dibahas pada Bab III serta
mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan.
Pengujian
yang
dilakukan
meliputi
pengujian
perbagian
maupun
keseluruhan sistem.
4.1 Pengujian Valve Elektrik dan Valve Manual
Dalam pengujian valve elektrik keluaran debit air yang digunakan
tidak sesuai perhitungan maka harus ditambahkan dengan valve manual agar
debit air yang mengalir mendekati perhitungan agar debit air dapat
menggerakkan turbin yang digunakan.
Gambar 4.1 Paralel valve elektrik dengan valve manual
Pengujian untuk mengetahui debit air yang mengalir melalui valve
elektrik dan valve manual sebagai berikut :
4.1.1 Pengujian debit air dengan satu valve elektrik
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui
satu lubang valve elektrik dari bak pasang surut ke bak penampung dengan
volume air 0.05
membutuhkan waktu 160 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
35
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 3.125 x
= 0.3125 liter/detik
4.1.2 Pengujian debit air dengan satu valve elektrik diparalel dengan
satu valve manual
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui
satu lubang valve elektrik diparalel dengan satu lubang valve manual dari
bak pasang surut ke bak penampung dengan volume air 0.05
membutuhkan waktu 83 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 6.024 x
= 0.6024 liter/detik
4.1.3 Pengujian debit air dengan dua valve elektrik diparalel dengan
dua valve manual
36
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui dua
lubang valve elektrik diparalel dengan dua lubang valve manual dari bak
pasang surut ke bak penampung dengan volume air 0.05
membutuhkan
waktu 40 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 1.25 x
= 1.25 liter/detik
4.1.4 Pengujian debit air yang mengalir melewati dua lubang ¾ inchi
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui dua
lubang ukuran ¾ inchi dari bak pasang surut ke bak penampung dengan
volume air 0.05
membutuhkan waktu 31 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
37
= 1.613 x
= 1.613 liter/detik
Penggunaan valve manual bertujuan untuk mendapatkan debit air
yang besar agar kecepatan aliran air dapat digunakan untuk memutar turbin.
Jika menggunakan 2 valve elektrik aliran air tidak dapat menggerakkan
turbin sehingga di butuhkan 2 valve manual tambahan untuk mendekati
debit air jika tidak menggunakkan valve elektrik.
4.2 Pengujian Pompa Air
Pengujian ini untuk melihat seberapa besar daya yang dipakai oleh
pompa air untuk proses pasang. Percobaan dapat dilihat pada gambar 4.2.
pada LCD besar di bawah indikator LED level ketinggian air, dan hasil
percobaan dapat dilihat pada tabel 4.1.
Dari table hasil pengujian didapatkan daya yang dibutuhkan pompa
air untuk menghasilkan debit maksimal adalah 228V * 0.8 A = 182.4W.
Tabel 4.1 Pengujian Modul Pompa Air
No.
Debit Maksimal
Tegangan (V)
Arus (A)
1
228
0.8
2
228
0.8
3
228
0.8
4
229
0.8
5
228
0.8
6
229
0.8
7
228
0.8
8
228
0.8
9
229
0.8
10
228
0.8
38
Gambar 4.2 Display sensor ketinggian air dan VA pompa air
Dalam pengujian Pompa air keluaran debit air yang dihasilkan oleh
pompa air 182.4 W untuk menaikan air 0.05
membutuhkan waktu 136
detik dengan perhitungan sebagai berikut:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 50 cm x 10 cm x 100 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 3.676 x
= 0.3676 liter/detik
4.3
Pengujian Output Generator
Pengujian keluaran generator tanpa beban dapat dilihat pada gambar
4.3 bagian display generator, pengujian generator setelah di step up
menghasilkan tegangan rata-rata 5.0 VDC. Kemudian adalah pengujian
dengan beban resistor.
39
Gambar 4.3 pengujian keluaran generator dengan beban Resistor
Tabel 4.2 Pengujian Output Generator dengan beban Resistor
No.
Debit Maksimal
Resistor (Ω)
Tegangan (V)
Arus (A)
Daya (mW)
Energi (J)
1
1
0.12
0.06
7.2
72
2
1.5
0.25
0.05
12.5
125
3
2.2
0.26
0.05
13
130
4
3.3
0.28
0.04
11.2
112
5
3.9
0.3
0.04
12
120
6
6.8
0.35
0.03
10.5
105
7
10
0.46
0.03
13.8
138
8
15
0.48
0.03
14.4
144
9
33
0.7
0.02
14
140
10
47
1.0
0.017
17
170
11
56
1.2
0.016
19.2
192
12
82
1.4
0.015
21
210
13
100
1.6
0.014
22.4
224
15
220
3.2
0.014
44.8
448
16
330
4.5
0.013
58.5
585
17
470
4.9
0.010
49
490
18
680
5.0
0.008
40
400
19
1k
5.1
0.005
25.5
255
40
20
1k5
5.1
0.003
15.3
153
21
2k2
5.1
0.002
10.2
102
22
3k3
5.1
0.001
5.1
51
23
4k7
5.1
0.001
5.1
51
24
5k6
5.1
0.0009
4.59
45.9
25
8k2
5.1
0.0007
3.57
35.7
Dapat dilihat dari tabel gambar 4.2 tegangan yang ada pada keluaran
generator setelah masuk dalam rangkaian step up adalah stabil di tegangan
5.0 VDC.
Kemudian adalah pengujian pada beban Resistor dapat dilihat pada
gambar 4.2. didapatkan data tegangan stabil sebesar 4.9 V dan arus 0.01 A
pada beban 470 Ω, data ini diambil dalam pengujian karena untuk
mendapatkan tegangan stabil 5 VDC dan arus yang maksimal . maka daya
yang dibutuhkan Resistor 470 Ω adalah sebesar 49 mW.
4.4 Penghitungan Efisiensi Sistem
Penghitungan ini bertujuan untuk melihat efisiensi dari alat peraga,
yaitu dengan membandingkan daya yang dihasilkan oleh generator dengan
daya yang keluar dari output turbin.
Diketahui daya input yang diterima oleh turbin dari energi potensial yang di
berikan oleh pompa air sebesar 3.02 W hasil ini didapat dari hasil
perhitungan pada bab III sub bab 3.1. 4, sedangkan daya output yang
dihasilkan pada generator sebesar 49 mW.
η
=
Pout generator * 100%.
Pin turbin
= 49 m W * 100%.
3.02 W
= 1.7 %
41
Secara keseluruhan pengujian debit air yang dihasilkan oleh dua
valve elektrik dan dua valve manual sebesar 1.25 liter/detik. Dan pengujian
debit air pada pompa air 182.4 W sebesar 0.3676 liter/detik.
Tegangan keluaran dari generator pada saat tanpa beban setelah di
step up adalah sebesar 5.0 VDC, dengan arus 0 A. Dengan diberi beban
resistor 470 Ω agar tegangan stabil 5 VDC dan menghasilkan arus sebesar
0.01 A, daya yang dihasilkan sebesar 49 mW dan energi per 10 detik
sebesar 490 mJ. Efisiensi keseluruhan sistem sebesar 1.7 %
42
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari
hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh
mana kinerja hasil perancangan yang telah dibahas pada Bab III serta
mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan.
Pengujian
yang
dilakukan
meliputi
pengujian
perbagian
maupun
keseluruhan sistem.
4.1 Pengujian Valve Elektrik dan Valve Manual
Dalam pengujian valve elektrik keluaran debit air yang digunakan
tidak sesuai perhitungan maka harus ditambahkan dengan valve manual agar
debit air yang mengalir mendekati perhitungan agar debit air dapat
menggerakkan turbin yang digunakan.
Gambar 4.1 Paralel valve elektrik dengan valve manual
Pengujian untuk mengetahui debit air yang mengalir melalui valve
elektrik dan valve manual sebagai berikut :
4.1.1 Pengujian debit air dengan satu valve elektrik
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui
satu lubang valve elektrik dari bak pasang surut ke bak penampung dengan
volume air 0.05
membutuhkan waktu 160 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
35
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 3.125 x
= 0.3125 liter/detik
4.1.2 Pengujian debit air dengan satu valve elektrik diparalel dengan
satu valve manual
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui
satu lubang valve elektrik diparalel dengan satu lubang valve manual dari
bak pasang surut ke bak penampung dengan volume air 0.05
membutuhkan waktu 83 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 6.024 x
= 0.6024 liter/detik
4.1.3 Pengujian debit air dengan dua valve elektrik diparalel dengan
dua valve manual
36
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui dua
lubang valve elektrik diparalel dengan dua lubang valve manual dari bak
pasang surut ke bak penampung dengan volume air 0.05
membutuhkan
waktu 40 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 1.25 x
= 1.25 liter/detik
4.1.4 Pengujian debit air yang mengalir melewati dua lubang ¾ inchi
Pengujian ini untuk menngetahui keluaran debit air yang melalui dua
lubang ukuran ¾ inchi dari bak pasang surut ke bak penampung dengan
volume air 0.05
membutuhkan waktu 31 detik berikut perhitungannya:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 100 cm x 50 cm x 10 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
37
= 1.613 x
= 1.613 liter/detik
Penggunaan valve manual bertujuan untuk mendapatkan debit air
yang besar agar kecepatan aliran air dapat digunakan untuk memutar turbin.
Jika menggunakan 2 valve elektrik aliran air tidak dapat menggerakkan
turbin sehingga di butuhkan 2 valve manual tambahan untuk mendekati
debit air jika tidak menggunakkan valve elektrik.
4.2 Pengujian Pompa Air
Pengujian ini untuk melihat seberapa besar daya yang dipakai oleh
pompa air untuk proses pasang. Percobaan dapat dilihat pada gambar 4.2.
pada LCD besar di bawah indikator LED level ketinggian air, dan hasil
percobaan dapat dilihat pada tabel 4.1.
Dari table hasil pengujian didapatkan daya yang dibutuhkan pompa
air untuk menghasilkan debit maksimal adalah 228V * 0.8 A = 182.4W.
Tabel 4.1 Pengujian Modul Pompa Air
No.
Debit Maksimal
Tegangan (V)
Arus (A)
1
228
0.8
2
228
0.8
3
228
0.8
4
229
0.8
5
228
0.8
6
229
0.8
7
228
0.8
8
228
0.8
9
229
0.8
10
228
0.8
38
Gambar 4.2 Display sensor ketinggian air dan VA pompa air
Dalam pengujian Pompa air keluaran debit air yang dihasilkan oleh
pompa air 182.4 W untuk menaikan air 0.05
membutuhkan waktu 136
detik dengan perhitungan sebagai berikut:
Volume air = sisi x sisi x sisi
= 50 cm x 10 cm x 100 cm
= 50.000
= 0.05
Debit air =
=
= 3.676 x
= 0.3676 liter/detik
4.3
Pengujian Output Generator
Pengujian keluaran generator tanpa beban dapat dilihat pada gambar
4.3 bagian display generator, pengujian generator setelah di step up
menghasilkan tegangan rata-rata 5.0 VDC. Kemudian adalah pengujian
dengan beban resistor.
39
Gambar 4.3 pengujian keluaran generator dengan beban Resistor
Tabel 4.2 Pengujian Output Generator dengan beban Resistor
No.
Debit Maksimal
Resistor (Ω)
Tegangan (V)
Arus (A)
Daya (mW)
Energi (J)
1
1
0.12
0.06
7.2
72
2
1.5
0.25
0.05
12.5
125
3
2.2
0.26
0.05
13
130
4
3.3
0.28
0.04
11.2
112
5
3.9
0.3
0.04
12
120
6
6.8
0.35
0.03
10.5
105
7
10
0.46
0.03
13.8
138
8
15
0.48
0.03
14.4
144
9
33
0.7
0.02
14
140
10
47
1.0
0.017
17
170
11
56
1.2
0.016
19.2
192
12
82
1.4
0.015
21
210
13
100
1.6
0.014
22.4
224
15
220
3.2
0.014
44.8
448
16
330
4.5
0.013
58.5
585
17
470
4.9
0.010
49
490
18
680
5.0
0.008
40
400
19
1k
5.1
0.005
25.5
255
40
20
1k5
5.1
0.003
15.3
153
21
2k2
5.1
0.002
10.2
102
22
3k3
5.1
0.001
5.1
51
23
4k7
5.1
0.001
5.1
51
24
5k6
5.1
0.0009
4.59
45.9
25
8k2
5.1
0.0007
3.57
35.7
Dapat dilihat dari tabel gambar 4.2 tegangan yang ada pada keluaran
generator setelah masuk dalam rangkaian step up adalah stabil di tegangan
5.0 VDC.
Kemudian adalah pengujian pada beban Resistor dapat dilihat pada
gambar 4.2. didapatkan data tegangan stabil sebesar 4.9 V dan arus 0.01 A
pada beban 470 Ω, data ini diambil dalam pengujian karena untuk
mendapatkan tegangan stabil 5 VDC dan arus yang maksimal . maka daya
yang dibutuhkan Resistor 470 Ω adalah sebesar 49 mW.
4.4 Penghitungan Efisiensi Sistem
Penghitungan ini bertujuan untuk melihat efisiensi dari alat peraga,
yaitu dengan membandingkan daya yang dihasilkan oleh generator dengan
daya yang keluar dari output turbin.
Diketahui daya input yang diterima oleh turbin dari energi potensial yang di
berikan oleh pompa air sebesar 3.02 W hasil ini didapat dari hasil
perhitungan pada bab III sub bab 3.1. 4, sedangkan daya output yang
dihasilkan pada generator sebesar 49 mW.
η
=
Pout generator * 100%.
Pin turbin
= 49 m W * 100%.
3.02 W
= 1.7 %
41
Secara keseluruhan pengujian debit air yang dihasilkan oleh dua
valve elektrik dan dua valve manual sebesar 1.25 liter/detik. Dan pengujian
debit air pada pompa air 182.4 W sebesar 0.3676 liter/detik.
Tegangan keluaran dari generator pada saat tanpa beban setelah di
step up adalah sebesar 5.0 VDC, dengan arus 0 A. Dengan diberi beban
resistor 470 Ω agar tegangan stabil 5 VDC dan menghasilkan arus sebesar
0.01 A, daya yang dihasilkan sebesar 49 mW dan energi per 10 detik
sebesar 490 mJ. Efisiensi keseluruhan sistem sebesar 1.7 %
42