2019 : OPTIMASI GENERATOR-SINKRON DENGAN PENGATURAN DAYA GENERATOR-EXCITER PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB) DENGAN WIND-TURBINE SIMULATOR SEBAGAI VARIASI KECEPATAN ANGIN.

Ir. Roekmono MT
Hendra Cordova ST.,MT.
Ir. Harsono MT., Ph.D

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Dalam rangka pemanfaatan energi angin di wilayah Indonesia perlu dilakukan beberapa innovasi penelitian dan kajian dilakukan agar bisa mendapatkan berapa besar tingkat densitas sumber energi angin beserta aplikasinya yang bisa diwujudkan. Salah satu bentuk aplikasi bentuk pemanfaatan energi angin adalah sistem pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB). Pada sistem PLTB dengan kapasitas besar, dapat dipisahkan secara komponen : turbin-angin, gear-box, generator, tower dan kontroller. Untuk mengkonversi energi angin menjadi energy listrik, sistem PLTB secara umum menggunakan sebuah generator-asinkron. Generator-asinkron secara sederhana dapat memanfaatkan magnet-permanen sebagai rotor-generator dan kumparan ditempatkan pada stator. Dengan kumpuran yang dibelitkan pada stator-generator maka energi listrik bisa dibangkitkan ketika rotor-generator berputar. Daya maksimum generator sangat ditentukan dari seberapa besar flux magnit rotor dan kecepatan angin yang menerpa sudu-sudu turbin. Penambahan flux magnit mengakibatkan gaya moment putir yang dibutuhkan untuk memutar poros rotor juga semakin besar. Dampak yang lain, untuk memulai awal turbin berputar dibutuhkan kecepatan angin yang relatif besar sesuai dengan daya maksimum generator. Pada hal angin bertiup sepanjang waktu dengan kecepatan yang tidak selalu tinggi atau bervariasi. Hal ini harus diperhatikan antara daya maksimum generator dengan kecepatan angin tertinggi. Apabila tidak mempertimbangkan ratio tersebut, kemungkinan PLTB lebih banyak waktu tidak beroperasi atau turbin tidak berputar dibanding waktu beroperasinya. Untuk mengatasi masalah ini seharusnya PLTB menggunakan generator-sinkron sebagai pembangkit listriknya. Penggunaan generator-sinkron memungkinkan daya output generator bisa disesuaikan dengan kecepatan angin setiap saat. Pada generator-sinkron terdapat dua bagian penting : generator-utama dan generator exciter. Generator-exciter berfungsi sebagai pematik pembangkit listrik awal untuk mensuplai energi listrik ke bagian kumparan rotor generator utama. Daya generator-exciter bisa diatur dengan cara mengatur suplai energi listrik DC yang dialirkan pada kumparan stator generator-exciter. Agar arah medan-magnit rotor generator-utama selalu tetap, maka antara bagian ujung-ujung kumparan rotor generator-exciter dengan ujung-ujung kumparan rotor generator-utama dipasang dua buah diode. Sedangkan daya output generator-exciter ditentukan berapa besar energi listrik DC yang dialiran ke kumparan stator generator-exciter. Dengan pengaturan suplai energi listrik DC ke kumparan stator generator-exciter, maka besarnya daya output generator-utama bisa disesuaikan dengan kecepatan angin.. Penyesuaian antara kecepatan angin dengan output generator-sinkron digunakan sebuah kontroler yang berfungsi mengatur besar-kecilnya arus yang masuk ke kumparan stator generator-exciter. Kontroler bisa dibangun dengan memanfaatkan sebuah personal-komputer (PC) yang dilengkapi dengan sebuah card-interface. Untuk sinkronisasi antara PC-card interface, membaca data input ADC dan mengatur output DAC dibutuhkan sebuah software yang dibangun dengan bahasa program C. Untuk mengetahui fungsi kerja sebuah kontroller tersebut dan unjuk-kerja generator-sinkron tersebut sebagai pengganti wind-turbine digunakan sebuah wind-turbine simulator, Satu unit wind-turbine simulator terdiri dari : elektromotor, inverter, personal-komputer, card-interface dan transduser-sensor. Elektromotor difungsikan sebagai wind-turbine dan kecepatan putar poros (rpm) elektromotor tersebut dikendalikan oleh sebuah inverter dengan mengatur tegangan output dan frekwensi output inverter itu sendiri. Pengaturan tegangan output dan frekwensi output inverter difungsikan sebagai variasi kecepatan angin yang menerpa sudu-sudu wind-turbine. Kata Kunci : Generator-sinkron, generator-exciter, wind-turbine simulator, inverter, controller, personal-komputer, card-interface dan software.