Makalah Pembangkit Tenaga Listrik [PDF]

Citation preview

MAKALAH PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK Konversi Energi pada Generator



Disusun Oleh : M Nur Rohman Saputro



161041001



Fahrijal Edrean Noor



161041003



Deni Setiawan



161041034



Satrio Yoga R



161041011



FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2019



KATA PENGANTAR



Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikanrahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini dibuat guna memenuhi tugas dari mata kuliah Pembangkit Tenaga Listrik Prodi Teknik Elektro IST AKPRIND Yogyakarta. Dalam pembuatan makalah ini, penulis menyadari adanya berbagai kekurangan, baik dalam isi materi maupun penyusunan kalimat. Namun demikian, perbaikan merupakan hal yang berlanjut sehingga kritik dan saran untuk penyempurnaan makalah ini sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis menyampaikan terima kasih kepada teman-teman sekalian yang telah membaca dan mempelajari Makalah ini.



Yogyakarta, 6 Oktober 2019



Penulis



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i KATA PENGANTAR ................................................................................... ii DAFTAR ISI .................................................................................................. iii



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .......................................................................................... B. Rumusan Masalah ……………………………………………………….. C. Tujuan .......................................................................................................



BAB II PEMBAHASAN A. Sejarah Generator ....................................................................................... B. Generator .................................................................................................... C. Prinsip Kerja Generator .............................................................................. D. Jenis Jenis Generator ...................................................................................



BAB III KESIMPULAN A. Kesimpulan .............................................................................................. DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Seiring dengan perkembangan dunia industri, fabrikasi pengolahan perkembangan teknologi lainnya maka akan meningkatkan pula kebutuhan akan tenaga litrik karena energi listrik dapat dengan mudah dibangkitkan, ditransmisikan, lalu didistribusikan dengan melalui bentuk konversi energi dari energi yang satu menjadi bentuk yang lainya. Suatu sistem tenaga listrik tidak hanya didukung oleh sistem operasi yang optimal maupun pelayanan yang efisien, teteapi juga tergantung pada sistem pengontrolan dan sistem proteksi itu sendiri. Tujuan sistem pengontrolan dalam sistem tenaga listrik adalah mengontrol agar segala peralatan listrik yang membangun sistem kelistrikan dapat bekerja secara maksimal mulai dari pengontrolan sistem pembangkitan ke beban sampai pada pengontrolan terhadap gangguan yang mungkin terjadi selama pengoperasian sistem itu sendiri. Salah satu sistem pengontrolan dari peralatan-peralatan kelistrikan adalah pengontrolan dari kerja generator, dimana tujuannya adalah mempertahankan kondisi kerja dari generator itu sendiri dengan mengatur parameter-parameter yang ada didalamnya seperti frekuensi dan tegangan. Hal ini sebenarnya dilakukan untuk mempertahankan keseimbangan pelayanan kepada konsumen. Generator adalah alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator menghasilkan energi listrik dengan digerakkan atau diputar oleh suatu penggerak mula (prime over). Penggerak mula dari pada generator dapat berupa turbin air (PLTA) turbin gas (PLTG), turbin uap (PLTU), mesin diesel (PLTD) dll. Generator akan mengkonversi energi mekanik tersebut menjadi energi listrik yang kemudian dapat digunakan untuk melayani kebutuhan rumah tangga, industri, dan lain-lain. Atas dasar itulah materi mengenai generator diangkat dalam makalah ini.



B. Rumusan Masalah Adapun rumusan permasalahan yang didapat dari latar belakang permasalahan diatas, sebagai berikut : 1. Apa yang dimaksud dengan generator? 2. Bagaimana prinsip kerja generator? 3. Macam-macam Generator? 4. Jenis-jenis generator? C. Tujuan Tujuan penulisan makalah ini diantaranya yaitu : 1. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Pembangkit Energi Listrik. 2. Untuk mengetahuui apa yang dimaksud dengan generator. 3. Untuk mengetahui prinsip kerja generator. 4. Untuk mengetahui macam-macam generator. 5. Untuk mengetshui jenis-jenis generator.



BAB II PEMBAHASAN A. Sejarah Generator Generator listrik merupakan alat produksi listrik yang dibuat sebagai salah satu solusi saat mati lampu. Generator ini memproduksi listrik dari sumber energi mekanik. Sumber energi mekanik yang digunakan bisa berupa turbin mesin uap, kincir angin, turbin anging, engkol manual (menggunakan tangan ataupun kaki) atau energi sinar matahari. Sebelum adanya penemuan yang menghubungkan magnet dan listrik ditemukan, generator masih menggunakan prinsip elektrostatik atau listrik statik. Genartor dengan prinsip ini menghasilkan tegangan yang sangat tinggi dan arus yang rendah ketika dihidupkan. Cara mengoperasikan generator ini dengan menggunakan sabuk, lempengan dan disk. Contoh generator ini adalah Mesin Wimshurt dan generator Van de Graaff. Eksperimen Elektromagnetik Pada tahun 1827, seorang pemuda Hungaria, Anyos Jedlik memulai percobaan untuk membuat alat rotasi elektromagnetik. Pada saat itu Anyos menyebut mesin ciptaannya dengan nama “electromagnetic self-rotors”; saat ini orang –orang lebih mengenalnya dengan nama “Dinamo Jedlik”. Prototipe electric starter selesai sekitar tahuan 1852 dan 1854. Sebenarnya dia membuat konsep dynamo 6 tahun sebelum Siemens dan Wheatstone namun dia tidak mematenkannya karena dia berpikir sudah ada orang lain yang berhasil menciptakannya. Hukum Faraday



Pada tahun 1831-1832, Michael Faraday menemukan adanya efek khusus yang dihasilkan ujung-ujung konduktork listrik yang bergerak lurus terhadap medan magnet. Dari efek temuannya ini, dia berhasil menjadi



orang pertama yang membuat generator elektromagnetik. Generator elektromagnetik dibuat dengan menggunakan cakram tembaga yang berputar di antara kutub magnet tapal kuda dan menghasilkan arus searah yang kecil. Desain mesin cakram ini kemudian dinamakan “Cakram Faraday” bisa dbilang kurang efisien. Hal ini dikarenakan masih adanya arus listrik dengan arah berlawanan di bagian cakram yang tidak terkena pengaruh medan magnet. Arus berlawanan ini membatasi tenaga yang dialirkan ke kawat penghantar. Generator selanjutnya yang dinamakan homopolar generator lebih efisien. Untuk menyelesaikan masalah arus berlawanan dari generator pendahulunya, generator homopolar menggunakan sejumlah magnet yang disusun mengintari tepi cakram agar efek medan magnet yang lebih stabil. Kelemahan dari generato ini adalah tegangan listrik yang diciptkan masihlah kecil karena jalur yang digunakan adalah jalur tunggal yang melalui fluks magnetik. Dinamo, Generator Listrik Pertama Untuk Industri Generator sebelumnya hanya menghasilkan aliran listrik yang kecil jadi lebih banyak digunakan untuk kebutuhan rumah tangga. Dinamo merupakan generator listrik pertama yang dapat digunakan oleh industri. Dinamo pertama diciptakan oleh seorang pria Perancis bernama Hippolyte Pixii pada tahun 1832. Dinamo



ini



menggunakan



magnet



permanen



yang



perlu



diputar



menggunakan crank. Magnet permanen ini dipasang sedemikian rupa agar setiap kali bergerak, kutub utara dan selatan dari magnet ini akan melewati sebongka besi yang sudah balut kawat. B. Generator Definisi Generator : Generator merupakan sebuah perangkat mesin listrik yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Energi Mekanis



→



Generator



→ Energi Listrik



Tenaga mekanis disini digunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem pengambilan arusnya. C. Prinsip Kerja Generator Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : e = - N d/ dt dimana :



N : jumlah lilitan  : fluksi magnet e : ggl (gaya gerak listrik)



Dengan lain perkataan, apabila suau konduktor memotong garisgaris fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan dibangkitkan dalam konduktor itu. Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan ggl adalah :  harus ada konduktor ( hantaran kawat )  harus ada medan magnetik  harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada fluksi yang berubah yang memotong konduktor itu. Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangan kiri :



PRINSIP KERJA GENERATOR DC  ibu jari : arah gerak konduktor  jari telunjuk : menunjukkan arah medan magnet(dari Utara ke Selatan)  jari tengah : arah aliran arus



 Komutator Komutator mengkonversi



tegangan AC yang dihasilkan dari



perputaran loop menjadi tegangan DC. Hal ini juga berfungsi sebagai sarana penghubung “brushes” ke “rotating loop”. Pada sebuah generator sederhana dengan satu-loop, komutator terdiri dari dua lembar semicylindrical dari bahan penginduksi, biasanya tembaga,dan dipisahkan oleh bahan isolasi.



D. Jenis-jenis Generator 1. Generator Ac



2. Generator DC Berdasarkan penguatan yang diberikan pada belitan medan , generator DC dibagi menjadi: 



Generator DC dengan penguat terpisah







Generator DC dengan penguat sendiri a. Generator DC Shunt b. Generator DC Seri c. Generator DC Kompon (campuran) d. Generator DC Kompon Panjang e. Generator DC Kompon Pendek



BAB III KESIMPULAN



Generator adalah mesin listrik yang mengubah daya mekanis menjadi daya listrik. Daya mekanik yang dihasilkan oleh mesin penggerak atau turbin yang disambung pada poros generator akan memutar poros generator dan menjadikan ggl pada medan ruang kerja generator. Lilitan yang dipasang pada tengah magnit yang berputar kemudian fluk magnit yang bekerja akan menimbulkan gaya gerak listrik. Yang dimana generator merupakan suatu konversi energi yang mengubah dari energi mekanik pada energi listrik. Berdasarkan arusnya, generator terbagi atas generator arus searah dan generator arus bolak-balik.



DAFTAR PUSTAKA http://embundaunhijau.blogspot.com/2014/02/sejarah-generatorlistrik.html (diakses 6 0ktober 2019 18.40 wib) https://www.slideserve.com/santos/generator (diakses 6 0ktober 2019 18.40 wib) http://digilib.unila.ac.id/20278/4/BAB%20II.pdf (diakses 6 0ktober 2019 18.40 wib) http://hendricksonsagala.blogspot.com/2012/04/makalah-pemanfaatangenerator.html (diakses 6 0ktober 2019 18.40 wib)