uji karakteristik mekanisme peMBANGKIT energi listrik

“UJI KARAKTERISTIK MEKANISME PEMBANGKIT ENERGI
LISTRIK PADA SPEED BUMP DENGAN MEKANISME FLY
WHEEL ”
ANDY PRASETYO (2105100138)
Dosen Pembimbing:
Ir. Abdul Aziz Achmad
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2010
LATAR BELAKANG
Sumber
semakin
terbatas
Kebutuhan
semakin
meningkat
ENERGI
LISTRIK
Pemanen energi
memanfaatkan
Mekanisme speed bump
Diperlukan
sumber
alternatif
• Bagaimana pengaruh beban dan kecepatan
kendaraan terhadap energi listrik bangkitan pada
generator.
• Bagaimana pengaruh beban dan kecepatan
kendaraan terhadap kecepatan turun dari speed
bump.
• Mengetahui energi kinetik maksimal pada saat
pengujian mekanisme pembangkit energi listrik.
BATASAN MASALAH
• Kecepatan kendaraan saat melintasi speed bump
bernilai konstan.
• Kendaraan yang digunakan dalam pengujian adalah
mobil Toyota Avanza untuk speed bump panjang dan
Motor Yamaha Vixion untuk speed bump pendek.
• Drag Force diabaikan.
• Kuat medan magnet , jumlah lilitan dan diameter
kawat kumparan pada generator elektrik disesuaikan
dengan motor yang ada dipasaran.
•Melakukan studi eksperimental pengaruh
variasi kecepatan dan beban kendaraan
terhadap energi listrik bangkitan pada
generator elektrik.
•Membandingkan hasil voltase bangkitan dari
alat pemanen energi yang diuji penulis dengan
alat pemanen energi yang telah dirancang
sebelumnya.
MANFAAT
•Alat pemanen energi ini dapat digunakan
sebagai sumber energi alternatif dalam
kehidupan sehari – hari.
•Alat pemanen energi ini dapat dikembangkan
menjadi alat pemanen energi listrik yang
memiliki kapasitas besar.
•Membantu mahasiswa untuk lebih memahami
konsep dalam melakukan studi eksperimental
pada sebuah alat.
•Mempelajari tentang pengaruh variasi beban
dan kecepatan terhadap energi listrik
bangkitan pada speed bump profil trapesium
•Semakin besar kecepatan kendaraan maka
semakin rendah energi listrik bangkitan yang
dihasilkan.
• Speed Bump.
• Speed bump(polisi tidur) adalah gundukan
yang dibuat melintang di jalan untuk
membatasi kecepatan laju kendaraan. Fungsi
polisi tidur adalah untuk menjaga
keteraturan berlalu lintas dan juga menjaga
agar para pengendara kendaraan bermotor
untuk memperlambat laju kendaraan.
Kendaraan melintas
Pedal
Sprocket
Flywheel
Generator
Energi Bangkitan
•Generator listrik adalah sebuah alat yang
memproduksi energi listrik, dari sumber energi
mekanik dengan menggunakan induksi
elektromagnetik.
•Terdapat 2 jenis generator yaitu generator ac,
dan dc.
Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi pada
generator
•Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor
menempati posisi seperti Gambar a dan c.
Pada posisi ini terjadi perpotongan medan
magnet secara maksimum oleh penghantar.
•Sedangkan posisi jangkar pada Gambar b,
akan menghasilkan tegangan induksi nol
(daerah netral). Hal ini karena tidak adanya
perpotongan medan magnet dengan
penghantar pada jangkar atau rotor.
Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi pada
generator
• Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan
slip-ring berupa dua cincin (disebut juga
dengan cincin seret), maka dihasilkan listrik
AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal.
Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi pada
generator dc
• Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan
komutator satu cincin dengan dua belahan,
maka dihasilkan listrik DC dengan dua
gelombang positif.
•• Rotor dari generator DC akan menghasilkan
tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator
berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.
•• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah
generator DC, sebanding dengan banyaknya
putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat
medan).
Flywheel
• Flywheel dapat diartikan sebagai sebuah
mekanisme yang berputar, yang digunakan
untuk menyimpan tenaga mesin pada saat
mesin kelebihan tenaga, dan memberikan
tenaga tersebut pada saat mesin kekurangan
tenaga.
MULAI
KAJIAN PUSTAKA
HASIL RANCANG BANGUN BERUPA PROTOPE
PENGUJIAN KARAKTERISTIK PROTOTIPE (PENGAMBILAN DATA)
MENGHITUNG DAYA OUTPUT
GENERATOR
P = V.I
MENGHITUNG DAYA YANG
DITERIMA MEKANISME
P = F.ẋ
A
B
C
METODOLOGI
A
B
MENGHITUNG EFISIENSI
VALIDASI
YA
KESIMPULAN
SELESAI
TIDAK
C
• Hasil Rancang Bangun
• Dari proses rancang bangun, dihasilkan
pembangkit daya pada smart speed bump
dan data-data yang menunjang, seperti
dimensi tuas penggerak, rasio roda gigi,
dimensi flywheel, dan spek dynamo
pembangkit daya.
MULAI
SETTING ALAT
VARIASI m1
VARIASI m2
A
B
METODOLOGI
A
B
VARIASI V1, V2, V3
VARIASI V1, V2, V3
PENGUKURAN VOLTASE BANGKITAN , ARUS,
KECEPATAN TURUN PADA SAAT PENGUJIAN
MENGHITUNG DAYA OUTPUT
GENERATOR
P = V.I
MENGHITUNG DAYA YANG
DITERIMA MEKANISME
P = F.ẋ
MENGHITUNG EFISIENSI MEKANISME
SELESAI
Pada pengujian dengan menggunakan speed bump pendek yang dilewati
Yamaha Vixion
Pada pengujian dengan menggunakan speed bump panjang yang dilewati
Toyota Avanza
Data kecepatan turun speed bump pada pengujian dengan menggunakan
speed bump pendek yang dilewati Yamaha Vixion
Data kecepatan turun pada pengujian dengan menggunakan
speed bump panjang yang dilewati Toyota Avanza
•
•
•
•
•
Perhitungan gaya tekan roda kendaraan
Penimbangan pada roda depan dan belakang
Untuk 1 penumpang:
Massa pada roda depan
: 72,5 kg
Massa pada roda belakang : 87 kg
• Untuk 2 penumpang:
• Massa pada roda depan
• Massa pada roda belakang
: 75 kg
: 94 kg
• Contoh perhitungan gaya tekan:
• Variabel 1 penumpang
Contoh perhitungan daya yang diterima oleh mekanisme:
Pada Yamaha Vixion dengan variabel 1 penumpang pada kecepatan
5km/jam
Data daya yang diterima mekanisme pembangkit energi listrik pada
pengujian dengan menggunakan speed bump pendek yang dilewati Yamaha
Vixion
Data daya yang diterima mekanisme pembangkit energi listrik pada
pengujian dengan menggunakan speed bump panjang yang dilewati Toyota
Avanza
Data efisiensi pembangkit energi listrik pada pengujian dengan
menggunakan speed bump pendek yang dilewati Yamaha Vixion
Data efisiensi pembangkit energi listrik pada pengujian dengan
menggunakan speed bump panjang yang dilewati Toyota Avanza
KESIMPULAN
• Dengan bertambahnya kecepatan kendaraan maka energi bangkitan
yang dihasilkan oleh mekanisme pembangkit energi listrik akan semakin
kecil.
• Dengan bertambahnya massa maka energi bangkitan yang dihasilkan
oleh mekanisme pembangkit energi listrik akan semakin besar.
• Voltase bangkitan rata- rata terbesar pada pengujian dengan
menggunakan speed bump pendek adalah 4,83 volt, dan untuk
pengujian dengan menggunakan speed bump panjang adalah 6,02 volt.
• Kecepatan turun rata- rata terbesar pada pengujian dengan
menggunakan speed bump pendek adalah 0,3981117 m/s yaitu pada
pengujian dengan variasi 2 penumpang dan kecepatan 15 km/jam, dan
untuk pengujian dengan menggunakan speed bump panjang adalah
0,2639302 yaitu pada pengujian dengan kecepatan 15 km/jam.
• Arus bangkitan rata- rata terbesar pada pengujian dengan menggunakan
speed bump pendek adalah 0,58 A yaitu pada pengujian dengan variasi 2
penumpang dan kecepatan 15 km/jam, dan untuk pengujian dengan
speed bump panjang adalah 0,62 A yaitu pada pengujian dengan
kecepatan 15 km/jam.
• Daya bangkitan terbesar pada pengujian dengan menggunakan speed
bump pendek adalah 2,8 watt yaitu pada pengujian dengan variasi 2
penumpang dan kecepatan 5 km/jam, dan untuk pengujian dengan
speed bump panjang adalah 3,73 watt yaitu pada pengujian dengan
kecepatan 5 km/jam.
• Efisiensi mekanisme terbesar pada pengujian dengan speed bump
pendek adalah 1,31 % yaitu pada pengujian dengan variasi 1 penumpang
dan kecepatan 5 km/jam, dan untuk pengujian dengan speed bump
panjang adalah 0,37% yaitu pada pengujian dengan kecepatan 5
km/jam.
• Energi kinetik terbesar pada percobaan ini adalah 328,31 Joule.
DAFTAR PUSTAKA
• Deutschman, Michels Wilson. Machine Design. Machmillar
Publishing Co.,Inc. New York
• S. Rao, Singiresu. 2004 Mechanical Vibration. Prentice Hall
PTR. Singapore
• Hibbeler, RC. 2007. Engineering Mechanics Dynamics. 11th
Edition. Prentice Hall. Singapore
• George,H.Martin.1994. Kinematika dan Dinamika Teknik.
Edisi Kedua. Erlangga, Jakarta