2018 : PENGATURAN DAYA GENERATOR-EXCITER UNTUK OPTIMASI DAYA OUTPUT GENERATOR-SINKRON DENGAN VARIASI KECEPATAN ANGIN PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB)

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

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

RINGKASAN Pada Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) secara umum menggunakan generator induksi permanen magnit. Magnit-magnit permanen disusun secara berjajar, melingkar dan diletakkan di bagian rotor generator. 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 2 bagian penting yaitu 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 2 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 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. Pada kontroler dilengkapi dengan sebuah switching yang dikendalikan dengan sinyal pulse width modulation (PWM). Dengan sinyal PWM tersebut, besarnya arus listrik DC yang masuk ke kumparan stator generator-exciter bisa diatur dengan putaran poros generator-sinkron sebgai dasar pengaturan. Kontroler bisa dibangun dengan memanfaatkan perangkat keras dan lunak antara lain : PLC-program Leader Diagram, FPGA-program Xiilink, Mikrokontroler-program C atau Assembler dan lain-lain. Untuk mengetahui unjuk-kerja sebuah kontroler pada sistem PLTB dengan generator-sinkron, maka dilakukan sistem pengukuran dengan memanfaatkan sebuah personal-komputer yang dilengkapi dengan sebuah card-interface. Sedangkan sebagai pengganti sistem PLTB digunakan sebuah simulator yang terdiri dari : generator-sinkron 3 phase, elektro-motor dan inverter. Generator-sinkron dihubungkan dengan sebuah elektro-motor 3 phase dengan kecepatan putaran (Rpm) motor diatur oleh sebuah inverter. Pengaturan Rpm generator-sinkron dan elektro-motor ditentukan dengan pengaturan frekwensi inverter. Pada simulator ini, putaran elektro-motor dsn frekwensi inverter bertindak dan berfungsi sebagai torsi turbin-angin yang seakan-akan berputar akibat adanya tiupan angin yang mengenai sudu-sudu turbin. Kata Kunci : Turbin-angin, Generator-sinkron, Generator-exciter, simulator kecepatan angin, kontroller dan inverter.