Rekayasa Ide [PDF]

Citation preview

Rekayasa Ide



PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN BERBASIS GREEN SYSTEM AND CLEAN ENERGY



KATA PENGANTAR



Pertama-tama penulis mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, sebab telah memberikan rahmat dan karuniaNya serta kesehatan kepada kami, sehingga mampu menyelesaikan tugas “REKAYASA IDE:Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana Berbasis Green System And Clean Energy”. Tugas ini di buat untuk memenuhi salah satu mata kuliahkami yaitu “ELEKTRONIKA DASAR”. Tugas Prekayasa ide ini disusun dengan harapan dapat menambah pengetahuan dan wawasan kita bagaimana kita menciptakan suatu rekayasa ide mengenai kelistrikan yang bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari.Apabila dalam tugas ini terdapat banyak kekurangan dan kesalahan,penulis mohon maaf karena sesungguhnya pengetahuan dan pemahaman kami masih terbatas.Karena itu penulis sangat menantikan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun guna menyempurnakan tugas ini.akhir katas penulis berharap semoga tugas Rekayasa Ide



ini



dapat



bermanfaat



bagi



pembaca



perhatiannya penulis mengucapkan terimakasih.



dan



bagi



kami



khususnya,Atas



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR............................................................................................... DAFTAR ISI............................................................................................................ BAB I PENDAHULUAN......................................................................................... 1.1 Latar belakang........................................................................................................................ 1.2 Tujuan Rekayasa Ide............................................................................................................... 1.3 Manfaat Rekayasa Ide............................................................................................................ BAB II KAJIAN PUSTAKA...................................................................................... 2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Angin....................................................................... 2.2 Komponen pada Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin.................................................. 2.3 Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Angin.......................................................................... 2.4 Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin............................................. BAB III GAMBARAN REKAYASA IDE............................................................. 3.1 Gambaran Rekayasa Desain Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Energi Angin............... 3.2 Gambaran Bahan Pendukung Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Energi Angin............. 3.3 Gambaran Rekayasa Alat Pendukung Produk Rekayasa Pembangkit Listrik....................... BAB IV PENUTUP.................................................................................................. 4.1 Kesimpulan............................................................................................................................ 3.2 Saran...................................................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA...............................................................................................



BAB I



PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Pada zaman sekarang kebutuhan energi listrik di Indonesia semakin meningkat. Krisis listrik ini sudah sejak lama menjadi persoalan dan telah dipredikasi oleh banyak ahli energi di Indonesia sejak sepuluh tahun yang lalu. Kebutuhan energi dapat meningkat secara bertahap, baik ditinjau dari kapasitasnya, kualitasnya maupun ditinjau dari tuntutan distribusinya.Konsumsi listrik di Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Komsumsi listrik Indonesia yang begitu besar akan menjadi masalah bila dalam penyediaannya tidak sejalan dengan kebutuhan. Kebutuhan pasokan energi listrik yang terusmenerus dan berkualitas menjadi tuntutan yang harus dipenuhi oleh negara. Untuk mengatasi pemenuhan kebutuhan listrik ini, maka diperlukan sebuah sumber energi baru yang mampu memenuhi kebutuhan listrik nasional yang semakin besar. Angin, sebagai sumber yang tersedia di alam dapat dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energi listrik. Angin merupakan sumber energi yang tidak ada habisnya sehingga pemanfaatan sistem perubahan energi angin akan berdampak positif terhadap lingkungan. Hal ini dirasa sangat perlu untuk mengetahui lebih dalam mengenai angin dan pembangkit listrik tenaga angin ini. Selain itu juga perlu diketahui proses pembangkitan listrik tenaga angin ini sehingga dapat dianalisa kelebihan dan kekurangannya dibandingkan dengan sistem pembangkit listrik lain.Dan ini menginspirasi saya dalam pembuatan rekayasa ide mengenai pembangkit listrik tenaga angin yang lebih efisien dan langsung dirasakan manfaat dalam kehidupan sehari-hari.



1.2 Tujuan Rekayasa Ide A. Untuk menyelesaikan Tugas Mata Kuliah Elektronika Dasar B. Untuk Menciptakan Suatu Produk Dari Awal Rekayasa Ide Pembangkit Listrik Tenaga Angin



C. Untuk Memberikan Solusi Bagi Desa-Desa Yang Belum Tersentuh Listrik Dari Rekayas Ide Ini Agar Tercipta Produk Yang Bermanfaat Bagi Masyarakat Yang Membutuhkan. 1.3 Manfaat Rekayasa Ide 1. Manfaat Bagi Penulis Rekayasa ide ini diharapkan dapat melatih penulis dalam mengelluarkan ide dan sisi kreatif nya sehingga



menyumbang



suatu



manfaat



bagi



pengembangan



ilmu



pengetahuan



khususnya mengenai masalah khususnya kekurangan listrik bagi desa-desa yang belum tersentuh listrik dengan merekayasa ide pembanhkit listrik tenaga angin yang lebih efisien. 2. Manfaat Bagi Pembaca Rekayasa ide ini diharapkan dapat memberikan sebuah informasi dan masukan bagi masyarakat pada umumnya, agar dapat menjadi referensi dan menginspirasi pembuatan produk pembangkit listrik tenaga angin yang lebih efisien dan berguna bagi masyarakat yang membutuhkan.



BAB II



KAJIAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Angin Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat merubah energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Sistem



pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam. 2.2 Komponen pada Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sistem pembangkit listrik tenaga angin ini merupakan pembangkit listrik yang menggunakan turbin angin (wind turbine) sebagai peralatan utamanya. Komponen-komponen yang ada di dalam turbin angin yaitu : 1.Anemometer : Mengukur kecepatan angin dan mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol. Blades : Kebanyakan turbin baik dua atau tiga pisau. Angin bertiup di atas menyebabkan pisau pisau untuk mengangkat dan berputar. 2.Brake : Digunakan untuk menjaga putaran pada poros agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. 3.Controller : Pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin sekitar 8-16 mil per jam (mph) dan menutup mesin turbin sekitar 55 mph. tidak beroperasi pada kecepatan angin sekitar 55 mph di atas, karena dapat rusak karena angin yang kencang. 4.Gear box : Gears menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan rendah dan meningkatkan kecepatan sekitar 30-60 rotasi per menit (rpm), sekitar 1000-1800 rpm. 5.Generator : Biasanya standar induksi generator yang menghasilkan listrik dari 60 siklus listrik AC. High-speed shaft : Mengubah poros rotor kecepatan tinggi. 6.Low-speed shaft : Mengubah poros rotor kecepatan rendah sekitar 30-60 rotasi per menit. Nacelle : Nacelle berada di atas menara dan berisi gear box, poros kecepatan rendah dan tinggi, generator, kontrol, dan rem. 7.Pitch : Blades yang berbalik, atau nada, dari angin untuk mengontrol kecepatan rotor dan menjaga rotor berputar dalam angin yang terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk menghasilkan listrik. 8.Rotor : Pisau dan terhubung bersama-sama disebut rotor. 9.Tower : Menara yang terbuat dari baja tabung, beton atau kisi baja. Karena kecepatan angin meningkat dengan tinggi, menara tinggi memungkinkan turbin untuk menangkap lebih banyak energi dan menghasilkan listrik lebih banyak.



10.Wind direction : Ini adalah turbin pertama yang disebut karena beroperasi melawan angin. turbin lainnya dirancang untuk menjalankan melawan arah angin, menghadap jauh dari angin. 11.Wind vane : Tindakan arah angin dan berkomunikasi dengan yaw drive untuk menggerakkan turbin dengan koneksi yang benar dengan angin. 12.Yaw drive : Yaw drive yang digunakan untuk menjaga rotor menghadap ke arah angin sebagai perubahan arah angin. 13.Yaw motor : Kekuatan dari drive yaw. 14.Penyimpan energi (Battery) : Alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. 2.3 Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Angin Suatu pembangkit listrik dari energi angin merupakan hasil dari penggabungan dari beberapa turbin angin sehingga akhirnya dapat menghasilkan listrik. Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas angin (bukan menggunakan listrik untuk menghasilkan listrik, namun menggunakan angin untuk menghasilkan listrik). Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Secara sederhana proses pembangkitan listrik dengan kincir angin adalah listrik dialirkan melalui kabel penyebaran yang dibagikan ke rumah-rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air. 2.4 Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Kelebihan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbaru. Pengharapan sumber energi ini tidak akan membuat



sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karena itu tenaga angin dapat menerima dalam ketahanan energi dunia di masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi terhadap lingkungan. Kekurangan yang paling serius dikritik adalah penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman.Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang.



BAB III



GAMBARAN REKAYASA IDE 3.1 Gambaran Rekayasa Desain Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Energi Angin Tujuan mendesain produk ini agar hasilnya lebih maksimal dan menarik. Desain sendiri adalah suatu sistem yang berlaku untuk segala jenis perancangan dimana titik beratnya adalah melihat segala sesuatu persoalan tidak secara terpisah atau tersendiri,melainkan sebagai kesatuan masalah yang saling terkait. Adapun desain produk rekayasa merupakan gambar rancangan awal dalam membuat sebuah produk rekayasa. 3.2 Gambaran Bahan Pendukung Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Energi Angin Langkah selanjutnya adalah menyiapkan alat dan bahan pendukung. Pembuatan modal pembangkit listrik adalah menara pembangkit listrik energi angin. Menara pembangkit listrik tenaga angin memiliki 3 kelompok bagian yaitu sebagai berikut :



1.Dudukan menara Membuat dudukan menara mengambil ukuran garis tengah 25cm. Membentuk plat sedemikian rupa menjadi siku sebagai media untuk menyatukan antara dudukan menara. Memasang dudukan menara dan dipasang dengan mengunakan screw. 2.Menara Bahan pendukung pembuatan bagian menara digunakan aluminium angle yang di potong dengan variasi ukuranya. 3.Kincir angin Berikut bahan untuk membuat kincir angin : Klem yang dibentuk seperti lingkaran dengan diameter sesuai dengan dinamo DC yang disiapkan,potong plat dudukan kincir hingga membentuk siku,center kincir berfungsi untuk dudukan blade atau kincir,gear pengunci kincir berfungsi untuk menggabungkan antara center kincir dan dinamo DC,blade atau kincir dibuat sebanyak 3 buah,kabel,dinamo,dan screw.Setelah semuanya sudah jadi dan sudah siap bagian dudukan menara,menara,kincir disatukan agar dapat dibentuk model pembangkit listrik energi angin.Material digunakan terbuat dari kayu,bambu,kaleng bekas,alumunium angle. 3.3 Gambaran Rekayasa Alat Pendukung Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Antara lain:



4.







Obeng







Bor tangan







Test pen







Gergaji







Pensil







Meteran pita







Penggaris



Proses Pembuatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Energi Angin



A. Langkah-langkah Pembuatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik :



1) Siapkan bahan,peralatan,dan komponen yang telah dibuat diatas. Kemudian ukur dan potong alumunium angle dengan beberapa ukuran yang ada sesuai kebutuhan untuk membuat model menara. 2) Buatlah posisi lubang untuk penempatan screw,dan berilah tandanya. 3) Kemudian siapkan dudukan menara. Rakit dan pasang satu per satu potongan-potongan alumunium angle tadi hingga membentuk menara kincir angin. 4) Satukan dudukan menara dan menara,kemudian siapkan dinamonya. 5) Setelah itu,pasang kincir pada center blades. 6) Rakitlah bagian tengah kincir dan gunakan klem pasang bagian kincir pada menara. Rangkaikan kabel untuk kutub positif dan kutub negatif (DC).



7) Pastikan rangkaian sudah benar. Coba dengan memberikan angin buatan dengan menggunakan kipas angin. Ukur ujung tegangan DC dengan menggunakan multitester (posisi selector switch pada DC volt). Kemudian sambungkan pada lampu LED,dan perhatikan lampunya. Indikasinya adanya arus listrik adalah menyalanya lampu.



B.



Kesehatan dan Keselamatan Kerja(K3) dalam Pembuatan Produk Rekayasa



Unsur –unsur penunjang yang bersifat non material sebagai berikut : v .Adanya buku penunjuk penggunaan tool atau alat. v .Rambu-rambu dan isyarat bahaya. v . Himbauan –himbauan. v . Petugas keamanan.



Unsur



–



unsur



penunjang



yang



bersifat



material



sebagai



berikut



:



baju



kerja,helm,kacamata,sarung tangan,dan sepatu. C.



Penerapan K3,sebagai berikut :



1) Bersikap hati-hati dalam bekerja demi keselamatan diri. 2) Biasakan menjaga kebersihan di area kerja dari kotoran atau material. 3) Pakailah pakaian keselamatan kerja,tidak terlalu longgar untuk menghindari terjerat mesin yang berputar. 4) Gunakan safety shoes. 5) Gunakan kacamata pada saat memakai peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan scrap,yang dapat membahayakan mata. 6) Gunakan pelindung telinga pada tempat yang bising. 7) Alat yang terbuat dari logam atau penghantar listrik yang baik sebaiknya tidak digunakan pada saat bekerja pada rangkaian yang berarus listrik. 8) Helm yang kuat dikenakan ditempat yang dianjurkan. 9) Rambut panjang diikat atau dipotong jika bekerja di mesin.



BAB IV



PENUTUP



4.1 Kesimpulan Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Komponen utama dari pembangkit listrik tenaga angin yaitu turbinangin (wind turbine) yang di dalamnya terdapat komponen-komponen seperti anemometer, blades, brake, controller, gear box, generator, high-speed shaft, low-speed shaft, nacelle, pitch, rotor, tower, wind direction, wind vane, yaw drive, yaw motor, dan penyimpan energi (battery). Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas. Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator inilah yang akan menghasilkan energi listrik. Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga adalah sifatnya yang terbarukan. Namun selain kelebihan yang ada, pembangkit ini juga memiliki kekurangan, antara lain membuat lebih buruk dampak visual, menyebabkan derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan Pada akhir 2007 di Indonesia sudah mulai dikembangkan pembangkit listrik tenaga angin. Sehingga pembangkit listrik tenaga angin ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025. 3.2 Saran



Saran yang dapat diberikan terhadap pembahsan ini adalah agar sumber energi angin dapat lebih dimanfaatkan lagi sehingga krisis energi listrik dapat dikurangi di Indonesia.



DAFTAR PUSTAKA Agung Santoso.2012.Energi Angin Menjadi Green And Clean Energi http://anangsetiyowibowo.blogspot.co.id.Diakses Pada 2 Desember 2016 Budi Rasid.2013.Energi angin menjadi clean and green energy.http://semuaada07.blogspot.co.id. Diakses Pada 2 Desember 2016 Candra HerlambangPembangkit listrik tenaga angin terbarukan.http://diyanhidayat.blogspot.co.id. Diak ses Pada 2 Desember 2016 http://reoramandha94.blogspot.co.id/2015/04/makalah-energi-angin.html http://afrizalmulyana.blogspot.co.id/2009/12/pembangkit-listrik-tenaga-angin.html http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuutama/listrik-electro/1059-art-1