際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

09 studi pemanfaatan generator magnet permanen untuk pengisian aki

Ari Tuni
Ari Tuni
1 of 5
Downloaded 115 times
_________________________________________________________________________ Bidang Sistem Tenaga Listrik STUDI PEMANFAATAN GENERATOR MAGNET PERMANEN UNTUK PENGISIAN AKI Reza Alfauzi1, Bambang Sugiyantoro2, Avrin Nur Widiastuti2 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 2 Dosen Jurusan Teknik Elektrodan Teknologi Informasi, FT UGM Abstrak Pembangkitan energi listrik saat ini menghadapi sebuah problematika yaitu menipisnya ketersediaan energi primer dari fosil . Penelitian akan pembangkit dengan menggunakan energi terbarukan menjadi salah satu solusinya. Generator magnet permanen adalah teknologi pendukung pembangkit dengan menggunakan energi terbarukan. Permasalahan yang sering muncul pada generator jenis ini adalah nilai tegangan keluaran yang rendah. Pemanfaatan aki dapat dijadikan pemecahan untuk masalah tersebut. Pada penelitian ini akan diuji generator magnet permanen yang merupakan generator yang digunakan dalam pembangkit mikrohidro maupun pembangkit angin. Masalah utama dari generator jenis ini adalah tegangan keluaran yang rendah. Pemanfaatan aki merupakan salah satu cara mengatasi hal tersebut. Beberapa variasi pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian tanpa beban, pengujian berbeban aki dengan daya penggerak mula konstan, pengujian berbeban aki dengan arus pengisian konstan, dan pengujian aki dengan arus pengosongan konstan. Dari pengujian yang dilakukan, didapatkan hasil bahwa generator ini telah mampu menghasilkan tegangan keluaran 27,98 V pada frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran rotor 330 rpm. Generator jenis ini ternyata dapat digunakan untuk mengisi aki. Efisiensi yang didapatkan dari penggunaaan aki adalah sebesar 70% - 85% untuk Efisiensi Wh dan 80 95% untuk efisiensi Ah. Kata Kunci : Aki, Generator , Magnet Permanen, Efisiensi Ah, Efisiensi Wh 1. Pendahuluan Seiring dengan semakin langkanya sumber energi fosil, penggunaan renewable energy sebagai sumber energi alternatif pengganti sumber energi dari fosil semakin marak. Salah satu yang sedang populaer adalah pemanfaatan energi angin dan air (berskala mikro). Kebanyakan generator yang digunakan dalam kedua pembangkit renewable energi tersebut berjenis mesin induksi yang memiliki karakteristik putaran tinggi. Sedangkan kecepatan angin di Indonesia tergolong rendah. Untuk pembangkit tenaga mikrohidropun juga sebenarnya membutuhkan putaran yang rendah pula. Untuk itu kini mulai dikembangkannya generator magnet permanen. Adanya magnet permanen dalam generator jenis ini tidak memerlukan eksitasi awal. Akan tetapi, penelitian sebelumnya menyatakan bahwa generator jenis ini hanya menghasilkan tegangan 27,96 V pada frekuensi 50 Hz. Oleh karena itu, pemanfaatan yang paling cocok adalah untuk pengisian aki. Aki yang digunakan pada pengujian ini adalah aki yang berkapasitas 5 Ah denga tegangan nominal 12 V. Karakterisitik dari pembebanan aki pada generator magnet permanen akan diuji dengan daya penggerak mula konstan, arus pengisian konstan. Dengan pengujian tersebut akan didapatkan efisiensi dari pembebanan aki sehingga dapat diketahui karaterisitik generator jenis ini jika dibebani aki. 2. Dasar Teori Generator listrik merupakan mesin berputar yang dapat mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Frekuensi listrik yang dihasilkan generator: n.p .......................(1) f 120 dengan f : frekuensi listrik yang dihasilkan, Hz. p : jumlah kutub generator. n : putaran generator, rpm.[1] 2.1. Rangkaian Ekivalen Tegangan induksi Ea (kadang ditulis Eo) dibangkitkan pada fasa generator sinkron. Tegangan ini biasanya tidak sama dengan Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011 _________________________________________________________________________ 17
_________________________________________________________________________ Artikel Reguler tega angan yang m muncul pada te erminal genera ator. Teg gangan induksi sama dengan tegangan ou n utput term minal hanya k ketika tidak ada arus jangkar yang mengalir pa mesin. g ada Gbr 3. Ro otor Gbr.1. R Rangk.ekivalen gen.sinkron n Hubungan yang terjadi antara tegan H ngan term minal dengan t tegangan Eo a adalah: Ea E = V + I.Ra a.jI.Xs.( (2) Xs X = Xm + X Xa.....(3) de engan Ea a=Tegangan k keluaran tanpa beban a V= =Tegangan Te erminal Ra a=Resistansi jangkar Xm m=Reaksi ma agnetisasi/reak jangkar ksi Xa a=Reaktansi f fluks bocor 2.4. Stator erupakan bagi yang diam dari ian m Stator me mesin. Disi ini stator m merupakan tempat t keluarnya t tegangan. St tator terdiri dari beberapa ko atau kum oil mparan dari kawat tembaga yan dilapisi ol ng leh bahan is solator. Jumlah kump paran menentu ukan tegangan yang n bisa dikelua arkan oleh g generator ter rsebut. Kumparan-ku umparan tersebut digabung secara seri. Stator ya digunakan pada genera ini ang n ator adalah stator dari motor ind duksi EMT 18 80. Sehingga saa tanpa beba besarnya I=0, S at an, dan Ea=V. [1] magnet Perma anen 2.2. Generator m enerator mag gnet perman nen adalah j jenis Ge pe embangkit list yang men trik nggunakan ma agnet pe ermanen seh hingga tida ak memerlu ukan tam mbahan eksit tasi dari luar untuk mem r mbuat me edan magnet tnya. Desainn nya yang cu ukup sederhana memudahkan m kita da alam enentukan ju umlah kutub yang diingin nkan me sehingga gener rator ini bisa digunakan un ntuk ekuensi tingg maupun re gi endah, tergant tung fre kit merancang banyaknya kutub yang a ta g akan dip pakai. Gener rator Magne Permanen ini et me erupakan alternatif mena arik untuk s suatu pe embangkit list skala mikr dimana jum trik ro mlah ku utub yang banyak sangat tlah ideal un ntuk dia aplikasikan pa putaran re ada endah, seperti alat i pe engangkat, mik krohidro, dan turbin angin. 3. 2.3 Rotor ah ang berputar dari Rotor adala bagian ya me esin listrik, di isini rotor terb buat dari susu unan ma agnet-magnet yang ditan t namkan keda alam ba ahan teflon ya berbentuk silinder. Ma ang k agnet ya ang digunakan untuk generator ini ad n dalah ma agnet perman nen.Dengan p posisi seperti ini, me emungkinkan untuk men n ndesain gener rator de engan jumlah k kutub tertentu u. br.4. Stator A AFPM Gb .5 2. Aki tian ini dig gunakan aki merk Pada penelit ch hampion dima aki digun ana nakan sebagai beban dari energi yan dihasilkan generator magnet i ng m perm manen.Aki yang digun nakan memp punyai kap pasitas 5 Ah dan mempunya tegangan no ai ominal 12 volt. Hal ini dapat diliha pada gamba 3.6. i at ar i gujian ini karena k Aki digunakan pada peng tega angan keluara pada kece an epatan rendah yaitu h 340 rpm hanya m 0 mempunyai te egangan 27,93 volt. Seh hingga untuk tegangan ke eluaran sebes itu sar pali mungkin d ing dilakukan ada alah untuk pen ngisian aki. . Gbr5. Aki .6. n Magnet Perm manen 2. Kelebihan Generator M Dibandingkan d D dengan mesin konvensional, n ge enerator magn permanen memiliki bebe net erapa ke elebihan: 18 _________________________________________________________________________ Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011
_________________________________________________________________________ Bidang Sistem Tenaga Listrik Mampu bekerja di putaran rendah tanpa gearbox.[2] Biaya perawatan cenderung lebih rendah.[2] Tidak memerlukan tegangan eksitasi dari luar. [3] 3. Metode Penelitian Pada penelitian ini, akan diuji generator magnet permanen dalam berbagai jenis beban. Beban yang akan diuji berupa beban resistif dan induktif. Jenis pengujiannya pun berupa pengujian tanpa beban, pengujian berbeban frekuensi konstan dan pengujian berbeban dengan daya penggerak mula konstan. Sebelum dilakukan pengujian akan ditentukan dulu berbagai spesifikasi dari generator ini, yakni mesin bekerja pada putaran 333 rpm, 50 Hz. Jumlah kumparan/slot ada 12 kumparan/fasa, dengan rangkaian 1 fasa. 3.2 Pengujian Berbeban Aki Pengujian ini dimaksudkan untuk melihat karakteristik dari generator ini saat digunakan untuk mengisi aki. .Dengan variasi jenis pengisian, yakni daya penggerak mula konstan dan arus pengisian konstan diharapkan didapat karakteristik yang mendekati empiris. Selain itu, juga akan diuji aki hasil pengisian dengan beban resistif pada arus konstan agar efisiensi dari penggunaan aki dapat dihitung. 3.2.1. Beban Aki Saat Daya Penggerak Mula Konstan Digunakan beban aki pada keluaran generator magnet permanen yang sudah disearahkan. Pada pengujian ini akan dilihat perubahan waktu pengisian terhadap tegangan aki, arus pengisian aki, daya aktif generator, dan frekuensi generator. 3.2.2. Beban Aki Saat Arus Pengisian Konstan Pada pembebanan aki saat arus pengisian konstan ini akan dilihat pengaruh perubahan waktu terhadap tegangan aki, daya aktif generator , frekuensi generator. Arus pengisian dapat diatur konstan dengan menambah daya penggerak mulanya. Gbr.6. flowchart pengujian secara umum. 4. Hasil dan Pembahasan Dari pengujian yang dilakukan didapatkan data-data hasil percobaan.Data-data itu kemudian diolah dalam bentuk grafik.Grafik itu merupakan grafik karakteristik generator. 4.1. Pengujian Tanpa Beban Pada pengujian ini akan ditampilkan dalam bentuk grafik hasil dari pengujian generator saat generator tanpa beban. Dari pengujian tanpa beban tersebut didapatkan grafik sebagai berikut: 250 tegangan (volt) 3.1 Pengujian Beban nol (0) Pada pengujian beban nol (0) dalam pengujiannya tidak ada beban terpasang, sehingga pengujian ini akan membandingkan perubahan kecepatan putar rotor dengan perubahan frekuensi serta perubahan keluaran generator.Data yang ada kemudian dicatat dan ditampilkan dalam bentuk grafik. 200 150 100 50 0 0 500 1000 1500 Kecepatan putarrotor(rpm) Gbr.7. Hubungan Frekuensi dan tegangan pada pengujian tanpa beban. Dari gambar 7 tersebut terjadi linearitas antara besarnya frekuensi dengan tegangan keluaran sebagaimana yang telah ditampilkan pada Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011 _________________________________________________________________________ 19
_________________________________________________________________________ Artikel Reguler teori bahwa besarnya tegangan sebanding dengan frekuensi. adalah 13.5 teganganbalikaki(volt ) teganganaki(volt) 4.2. Pengujian berbeban aki daya penggerak mula konstan Pada pengujian daya penggerak mula generator diatur konstan.Dari hasil pengujian didapatkan grafik dibawah ini: : 13.50 4.3.Pengujian berbeban aki arus pengisian konstan. Pada pengujian ini hampir sama dengan pengujian sebelumnya hanya saja pada pengujian ini arus pengisian diatur konstan. Hasil pengujian yang didapat dapat dilihat pada grafik dbawah ini : 13.00 12.50 12.00 11.50 13 12.5 12 11.5 0 500 1000 1500 waktu (menit) Gbr 10. Waktu pengisian-tegangan aki saat arus pengisian konstan 0.465 Dari gambar 10 diatas terlihat bahwa tegangan aki akan naik seiring dengan bertambahnya waktu pengisian aki. 500 1000 waktu (menit) Gbr 8. Waktu pengisian-tegangan balik aki saat daya penggerak mula konstan 0.460 0 arus pengisian (ampere) 0.455 4.4.Pengujian aki sebagai sumber tegangan saat arus pengosongan konstan 0.450 0.445 0 200 400 waktu(menit) 600 Gbr 9. Waktu pengisian-arus pengisian aki saat daya penggerak mula konstan Dari gambar 8 dan 9 diatas didapatkan perbandingan antara waktu pengisian dan tegangan aki dimana saat diiisi maka tegangan aki akan meningkat seiring bertambahnya waktu pengisian. Dipihak lain, saat tegangan aki naik arus pengisian akan berkurang. Hal ini akibat dari daya penggerak mula yang diatur konstan sehingga tegangan yang dihasilkan generator tetap sama. Di pihak lain, tegangan aki meningkat dan menyebabkan arus pengisian turun. Persamaan yang digunakan adalah persamaan dibawah ini : (Vdc - Vb) Ipengisian = R Pada pengujian ini aki yang tadinya diisi oleh generator magnet permanen di beri beban reosthat. Dari hasil pengujian didapatkan grafik sebagai berikut : 12.50 teganganaki(volt) 0.440 12.00 11.50 11.00 10.50 0 1000 2000 waktu(menit) Gbr 11 Waktu pengosongan-tegangan aki saat arus pengosongan konstan Dari gambar 11 terlihat bahwa dengan semakin bertambahnya waktu pengosongan aki maka tegangan aki nilainya semakin turun. 4.4.Perhitungan Efisiensi Aki 20 _________________________________________________________________________ Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011
_________________________________________________________________________ Bidang Sistem Tenaga Listrik Data hasil pengujian kemudian dihitung efisiensi yang didapat dari penggunaan aki. Efisiensi merupakan perbandingan antara pengisian dan pengosongan. Pada aki terdapat dua jenis efisiensi yang dapat digunakan yaitu : Ah efisiensi dan Wh efisiensi. Dari hasil pengujian didapatkan grafik sebagai berikut : Ahefisiensi (%) 92 91.5 91 90.5 90 89.5 0.175 0.31 0.4 0.46 Aruskonstan(Ampere) Gbr 12 Ah efisiensi 4 variasi Arus konstan Whefisiensi (%) 84 83.5 Pada pengujian tanpa beban, kecepatan putar rotor berbanding lurus dengan frekuensi generator dan tegangan keluaran generator baik tegangan AC maupun tegangan DC. 3. Pada pengujian berbeban aki dengan daya penggerak mula konstan, tegangan balik aki berbanding terbalik dengan arus pengisian dan frekuensi generator sedangkan daya aktif generator relatif konstan. 4. Pada pengujian berbeban aki dengan arus pengisian konstan maka tegangan balik aki akan berbanding lurus dengan daya aktif generator sedangkan frekuensi generator akan relatif konstan. 5. Pada pengujian berbeban aki dengan arus pengisian konstan, lamanya tegangan balik aki mencapai kondisi penuh akan berbanding terbalik dengan besar arus pengisian konstannya. 6. Efisiensi yang didapat pada pengujian dengan daya penggerak mula konstan terhadap arus pengosongan konstan 0,46 A adalah 81,7 % untuk efisiensi Ah dan 73,9 % untuk efisiensi Wh. 7. Pada pengujian arus pengisian dan pengosongan konstan efisiensi berbanding terbalik dengan arusnya. 6. Daftar Pustaka 83 82.5 82 81.5 0 0.5 Aruskonstan(Ampere) Gbr 13 Wh efisiensi 4 variasi Arus konstan Dari gambar 12 dan 13 dapat kita ketahui bahwa nilai efisiensi akan berbanding terbalik dengan arus pengisian konstan aki. Saat nilai arus pengisian konstan lebih besar maka efisiensi yang didapat akan lebih kecil. 5.Kesimpulan 1. 2. Generator magnet permanen 1 fase putaran rendah dapat digunakan untuk mengisi aki. 1) Anih, L.U. dan L.U. Agu, 2006. A Novel Configuration of Feedbacks Electric Machine Tutor (EMT) Model 180 as an Asynchronous Multiphase Reluctance Machine Without Rotor Conductors. University of Nigeria. Nsukka 2) Berahim, Hamzah., 1991. Pengantar Teknik Tenaga Listrik Teori Ringkas dan Yogyakarta. Penyelesaian Soal. Indonesia. 3) B.L Theraja, 1980. E Text Book Of Electrical Technology. Ram Nagar. NewDelhi. 4) Chalmers, B.J., W.Wu., 2009, An AxialFlux Permanent-Magnet Generator for A Gearless Wind Energy System. University of Manchester Institute Of Science and Technology. Manchester. 5) Harry W. Morse and Ledyard W. Sargent, 1911, The Internal Resistance of The Lead Accumulator.www.jstor.org Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011 _________________________________________________________________________ 21

More Related Content

09 studi pemanfaatan generator magnet permanen untuk pengisian aki

  • 1. _________________________________________________________________________ Bidang Sistem Tenaga Listrik STUDI PEMANFAATAN GENERATOR MAGNET PERMANEN UNTUK PENGISIAN AKI Reza Alfauzi1, Bambang Sugiyantoro2, Avrin Nur Widiastuti2 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 2 Dosen Jurusan Teknik Elektrodan Teknologi Informasi, FT UGM Abstrak Pembangkitan energi listrik saat ini menghadapi sebuah problematika yaitu menipisnya ketersediaan energi primer dari fosil . Penelitian akan pembangkit dengan menggunakan energi terbarukan menjadi salah satu solusinya. Generator magnet permanen adalah teknologi pendukung pembangkit dengan menggunakan energi terbarukan. Permasalahan yang sering muncul pada generator jenis ini adalah nilai tegangan keluaran yang rendah. Pemanfaatan aki dapat dijadikan pemecahan untuk masalah tersebut. Pada penelitian ini akan diuji generator magnet permanen yang merupakan generator yang digunakan dalam pembangkit mikrohidro maupun pembangkit angin. Masalah utama dari generator jenis ini adalah tegangan keluaran yang rendah. Pemanfaatan aki merupakan salah satu cara mengatasi hal tersebut. Beberapa variasi pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian tanpa beban, pengujian berbeban aki dengan daya penggerak mula konstan, pengujian berbeban aki dengan arus pengisian konstan, dan pengujian aki dengan arus pengosongan konstan. Dari pengujian yang dilakukan, didapatkan hasil bahwa generator ini telah mampu menghasilkan tegangan keluaran 27,98 V pada frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran rotor 330 rpm. Generator jenis ini ternyata dapat digunakan untuk mengisi aki. Efisiensi yang didapatkan dari penggunaaan aki adalah sebesar 70% - 85% untuk Efisiensi Wh dan 80 95% untuk efisiensi Ah. Kata Kunci : Aki, Generator , Magnet Permanen, Efisiensi Ah, Efisiensi Wh 1. Pendahuluan Seiring dengan semakin langkanya sumber energi fosil, penggunaan renewable energy sebagai sumber energi alternatif pengganti sumber energi dari fosil semakin marak. Salah satu yang sedang populaer adalah pemanfaatan energi angin dan air (berskala mikro). Kebanyakan generator yang digunakan dalam kedua pembangkit renewable energi tersebut berjenis mesin induksi yang memiliki karakteristik putaran tinggi. Sedangkan kecepatan angin di Indonesia tergolong rendah. Untuk pembangkit tenaga mikrohidropun juga sebenarnya membutuhkan putaran yang rendah pula. Untuk itu kini mulai dikembangkannya generator magnet permanen. Adanya magnet permanen dalam generator jenis ini tidak memerlukan eksitasi awal. Akan tetapi, penelitian sebelumnya menyatakan bahwa generator jenis ini hanya menghasilkan tegangan 27,96 V pada frekuensi 50 Hz. Oleh karena itu, pemanfaatan yang paling cocok adalah untuk pengisian aki. Aki yang digunakan pada pengujian ini adalah aki yang berkapasitas 5 Ah denga tegangan nominal 12 V. Karakterisitik dari pembebanan aki pada generator magnet permanen akan diuji dengan daya penggerak mula konstan, arus pengisian konstan. Dengan pengujian tersebut akan didapatkan efisiensi dari pembebanan aki sehingga dapat diketahui karaterisitik generator jenis ini jika dibebani aki. 2. Dasar Teori Generator listrik merupakan mesin berputar yang dapat mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Frekuensi listrik yang dihasilkan generator: n.p .......................(1) f 120 dengan f : frekuensi listrik yang dihasilkan, Hz. p : jumlah kutub generator. n : putaran generator, rpm.[1] 2.1. Rangkaian Ekivalen Tegangan induksi Ea (kadang ditulis Eo) dibangkitkan pada fasa generator sinkron. Tegangan ini biasanya tidak sama dengan Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011 _________________________________________________________________________ 17
  • 2. _________________________________________________________________________ Artikel Reguler tega angan yang m muncul pada te erminal genera ator. Teg gangan induksi sama dengan tegangan ou n utput term minal hanya k ketika tidak ada arus jangkar yang mengalir pa mesin. g ada Gbr 3. Ro otor Gbr.1. R Rangk.ekivalen gen.sinkron n Hubungan yang terjadi antara tegan H ngan term minal dengan t tegangan Eo a adalah: Ea E = V + I.Ra a.jI.Xs.( (2) Xs X = Xm + X Xa.....(3) de engan Ea a=Tegangan k keluaran tanpa beban a V= =Tegangan Te erminal Ra a=Resistansi jangkar Xm m=Reaksi ma agnetisasi/reak jangkar ksi Xa a=Reaktansi f fluks bocor 2.4. Stator erupakan bagi yang diam dari ian m Stator me mesin. Disi ini stator m merupakan tempat t keluarnya t tegangan. St tator terdiri dari beberapa ko atau kum oil mparan dari kawat tembaga yan dilapisi ol ng leh bahan is solator. Jumlah kump paran menentu ukan tegangan yang n bisa dikelua arkan oleh g generator ter rsebut. Kumparan-ku umparan tersebut digabung secara seri. Stator ya digunakan pada genera ini ang n ator adalah stator dari motor ind duksi EMT 18 80. Sehingga saa tanpa beba besarnya I=0, S at an, dan Ea=V. [1] magnet Perma anen 2.2. Generator m enerator mag gnet perman nen adalah j jenis Ge pe embangkit list yang men trik nggunakan ma agnet pe ermanen seh hingga tida ak memerlu ukan tam mbahan eksit tasi dari luar untuk mem r mbuat me edan magnet tnya. Desainn nya yang cu ukup sederhana memudahkan m kita da alam enentukan ju umlah kutub yang diingin nkan me sehingga gener rator ini bisa digunakan un ntuk ekuensi tingg maupun re gi endah, tergant tung fre kit merancang banyaknya kutub yang a ta g akan dip pakai. Gener rator Magne Permanen ini et me erupakan alternatif mena arik untuk s suatu pe embangkit list skala mikr dimana jum trik ro mlah ku utub yang banyak sangat tlah ideal un ntuk dia aplikasikan pa putaran re ada endah, seperti alat i pe engangkat, mik krohidro, dan turbin angin. 3. 2.3 Rotor ah ang berputar dari Rotor adala bagian ya me esin listrik, di isini rotor terb buat dari susu unan ma agnet-magnet yang ditan t namkan keda alam ba ahan teflon ya berbentuk silinder. Ma ang k agnet ya ang digunakan untuk generator ini ad n dalah ma agnet perman nen.Dengan p posisi seperti ini, me emungkinkan untuk men n ndesain gener rator de engan jumlah k kutub tertentu u. br.4. Stator A AFPM Gb .5 2. Aki tian ini dig gunakan aki merk Pada penelit ch hampion dima aki digun ana nakan sebagai beban dari energi yan dihasilkan generator magnet i ng m perm manen.Aki yang digun nakan memp punyai kap pasitas 5 Ah dan mempunya tegangan no ai ominal 12 volt. Hal ini dapat diliha pada gamba 3.6. i at ar i gujian ini karena k Aki digunakan pada peng tega angan keluara pada kece an epatan rendah yaitu h 340 rpm hanya m 0 mempunyai te egangan 27,93 volt. Seh hingga untuk tegangan ke eluaran sebes itu sar pali mungkin d ing dilakukan ada alah untuk pen ngisian aki. . Gbr5. Aki .6. n Magnet Perm manen 2. Kelebihan Generator M Dibandingkan d D dengan mesin konvensional, n ge enerator magn permanen memiliki bebe net erapa ke elebihan: 18 _________________________________________________________________________ Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011
  • 3. _________________________________________________________________________ Bidang Sistem Tenaga Listrik Mampu bekerja di putaran rendah tanpa gearbox.[2] Biaya perawatan cenderung lebih rendah.[2] Tidak memerlukan tegangan eksitasi dari luar. [3] 3. Metode Penelitian Pada penelitian ini, akan diuji generator magnet permanen dalam berbagai jenis beban. Beban yang akan diuji berupa beban resistif dan induktif. Jenis pengujiannya pun berupa pengujian tanpa beban, pengujian berbeban frekuensi konstan dan pengujian berbeban dengan daya penggerak mula konstan. Sebelum dilakukan pengujian akan ditentukan dulu berbagai spesifikasi dari generator ini, yakni mesin bekerja pada putaran 333 rpm, 50 Hz. Jumlah kumparan/slot ada 12 kumparan/fasa, dengan rangkaian 1 fasa. 3.2 Pengujian Berbeban Aki Pengujian ini dimaksudkan untuk melihat karakteristik dari generator ini saat digunakan untuk mengisi aki. .Dengan variasi jenis pengisian, yakni daya penggerak mula konstan dan arus pengisian konstan diharapkan didapat karakteristik yang mendekati empiris. Selain itu, juga akan diuji aki hasil pengisian dengan beban resistif pada arus konstan agar efisiensi dari penggunaan aki dapat dihitung. 3.2.1. Beban Aki Saat Daya Penggerak Mula Konstan Digunakan beban aki pada keluaran generator magnet permanen yang sudah disearahkan. Pada pengujian ini akan dilihat perubahan waktu pengisian terhadap tegangan aki, arus pengisian aki, daya aktif generator, dan frekuensi generator. 3.2.2. Beban Aki Saat Arus Pengisian Konstan Pada pembebanan aki saat arus pengisian konstan ini akan dilihat pengaruh perubahan waktu terhadap tegangan aki, daya aktif generator , frekuensi generator. Arus pengisian dapat diatur konstan dengan menambah daya penggerak mulanya. Gbr.6. flowchart pengujian secara umum. 4. Hasil dan Pembahasan Dari pengujian yang dilakukan didapatkan data-data hasil percobaan.Data-data itu kemudian diolah dalam bentuk grafik.Grafik itu merupakan grafik karakteristik generator. 4.1. Pengujian Tanpa Beban Pada pengujian ini akan ditampilkan dalam bentuk grafik hasil dari pengujian generator saat generator tanpa beban. Dari pengujian tanpa beban tersebut didapatkan grafik sebagai berikut: 250 tegangan (volt) 3.1 Pengujian Beban nol (0) Pada pengujian beban nol (0) dalam pengujiannya tidak ada beban terpasang, sehingga pengujian ini akan membandingkan perubahan kecepatan putar rotor dengan perubahan frekuensi serta perubahan keluaran generator.Data yang ada kemudian dicatat dan ditampilkan dalam bentuk grafik. 200 150 100 50 0 0 500 1000 1500 Kecepatan putarrotor(rpm) Gbr.7. Hubungan Frekuensi dan tegangan pada pengujian tanpa beban. Dari gambar 7 tersebut terjadi linearitas antara besarnya frekuensi dengan tegangan keluaran sebagaimana yang telah ditampilkan pada Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011 _________________________________________________________________________ 19
  • 4. _________________________________________________________________________ Artikel Reguler teori bahwa besarnya tegangan sebanding dengan frekuensi. adalah 13.5 teganganbalikaki(volt ) teganganaki(volt) 4.2. Pengujian berbeban aki daya penggerak mula konstan Pada pengujian daya penggerak mula generator diatur konstan.Dari hasil pengujian didapatkan grafik dibawah ini: : 13.50 4.3.Pengujian berbeban aki arus pengisian konstan. Pada pengujian ini hampir sama dengan pengujian sebelumnya hanya saja pada pengujian ini arus pengisian diatur konstan. Hasil pengujian yang didapat dapat dilihat pada grafik dbawah ini : 13.00 12.50 12.00 11.50 13 12.5 12 11.5 0 500 1000 1500 waktu (menit) Gbr 10. Waktu pengisian-tegangan aki saat arus pengisian konstan 0.465 Dari gambar 10 diatas terlihat bahwa tegangan aki akan naik seiring dengan bertambahnya waktu pengisian aki. 500 1000 waktu (menit) Gbr 8. Waktu pengisian-tegangan balik aki saat daya penggerak mula konstan 0.460 0 arus pengisian (ampere) 0.455 4.4.Pengujian aki sebagai sumber tegangan saat arus pengosongan konstan 0.450 0.445 0 200 400 waktu(menit) 600 Gbr 9. Waktu pengisian-arus pengisian aki saat daya penggerak mula konstan Dari gambar 8 dan 9 diatas didapatkan perbandingan antara waktu pengisian dan tegangan aki dimana saat diiisi maka tegangan aki akan meningkat seiring bertambahnya waktu pengisian. Dipihak lain, saat tegangan aki naik arus pengisian akan berkurang. Hal ini akibat dari daya penggerak mula yang diatur konstan sehingga tegangan yang dihasilkan generator tetap sama. Di pihak lain, tegangan aki meningkat dan menyebabkan arus pengisian turun. Persamaan yang digunakan adalah persamaan dibawah ini : (Vdc - Vb) Ipengisian = R Pada pengujian ini aki yang tadinya diisi oleh generator magnet permanen di beri beban reosthat. Dari hasil pengujian didapatkan grafik sebagai berikut : 12.50 teganganaki(volt) 0.440 12.00 11.50 11.00 10.50 0 1000 2000 waktu(menit) Gbr 11 Waktu pengosongan-tegangan aki saat arus pengosongan konstan Dari gambar 11 terlihat bahwa dengan semakin bertambahnya waktu pengosongan aki maka tegangan aki nilainya semakin turun. 4.4.Perhitungan Efisiensi Aki 20 _________________________________________________________________________ Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011
  • 5. _________________________________________________________________________ Bidang Sistem Tenaga Listrik Data hasil pengujian kemudian dihitung efisiensi yang didapat dari penggunaan aki. Efisiensi merupakan perbandingan antara pengisian dan pengosongan. Pada aki terdapat dua jenis efisiensi yang dapat digunakan yaitu : Ah efisiensi dan Wh efisiensi. Dari hasil pengujian didapatkan grafik sebagai berikut : Ahefisiensi (%) 92 91.5 91 90.5 90 89.5 0.175 0.31 0.4 0.46 Aruskonstan(Ampere) Gbr 12 Ah efisiensi 4 variasi Arus konstan Whefisiensi (%) 84 83.5 Pada pengujian tanpa beban, kecepatan putar rotor berbanding lurus dengan frekuensi generator dan tegangan keluaran generator baik tegangan AC maupun tegangan DC. 3. Pada pengujian berbeban aki dengan daya penggerak mula konstan, tegangan balik aki berbanding terbalik dengan arus pengisian dan frekuensi generator sedangkan daya aktif generator relatif konstan. 4. Pada pengujian berbeban aki dengan arus pengisian konstan maka tegangan balik aki akan berbanding lurus dengan daya aktif generator sedangkan frekuensi generator akan relatif konstan. 5. Pada pengujian berbeban aki dengan arus pengisian konstan, lamanya tegangan balik aki mencapai kondisi penuh akan berbanding terbalik dengan besar arus pengisian konstannya. 6. Efisiensi yang didapat pada pengujian dengan daya penggerak mula konstan terhadap arus pengosongan konstan 0,46 A adalah 81,7 % untuk efisiensi Ah dan 73,9 % untuk efisiensi Wh. 7. Pada pengujian arus pengisian dan pengosongan konstan efisiensi berbanding terbalik dengan arusnya. 6. Daftar Pustaka 83 82.5 82 81.5 0 0.5 Aruskonstan(Ampere) Gbr 13 Wh efisiensi 4 variasi Arus konstan Dari gambar 12 dan 13 dapat kita ketahui bahwa nilai efisiensi akan berbanding terbalik dengan arus pengisian konstan aki. Saat nilai arus pengisian konstan lebih besar maka efisiensi yang didapat akan lebih kecil. 5.Kesimpulan 1. 2. Generator magnet permanen 1 fase putaran rendah dapat digunakan untuk mengisi aki. 1) Anih, L.U. dan L.U. Agu, 2006. A Novel Configuration of Feedbacks Electric Machine Tutor (EMT) Model 180 as an Asynchronous Multiphase Reluctance Machine Without Rotor Conductors. University of Nigeria. Nsukka 2) Berahim, Hamzah., 1991. Pengantar Teknik Tenaga Listrik Teori Ringkas dan Yogyakarta. Penyelesaian Soal. Indonesia. 3) B.L Theraja, 1980. E Text Book Of Electrical Technology. Ram Nagar. NewDelhi. 4) Chalmers, B.J., W.Wu., 2009, An AxialFlux Permanent-Magnet Generator for A Gearless Wind Energy System. University of Manchester Institute Of Science and Technology. Manchester. 5) Harry W. Morse and Ledyard W. Sargent, 1911, The Internal Resistance of The Lead Accumulator.www.jstor.org Jurnal Penelitian Teknik Elektro Vol. 4 No. 2, Juni 2011 _________________________________________________________________________ 21