bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Seiring berkembangnya teknologi, semakin berkembang dan semakin banyak
pula alat-alat elektronika dan mesin-mesin listrik yang membutuhkan energi
listrik. Meningkatnya permintaan energi listrik harus diimbangi dengan
penyediaan energi listrik yang memadai. Sebagian besar penyediaan energi listrik
tersebut dipasok oleh pusat-pusat pembangkit listrik berbahan bakar fosil.
Keterbatasan akan ketersediaan bahan bakar fosil menyebabkan kelangkaan
energi dan semakin mempertinggi harga jual energi tersebut. Hal ini
menyebabkan biaya penyediaan energi listrik menjadi sangat mahal. Untuk itu,
diperlukan energi-energi alternatif yang dapat diperbaharui untuk mengurangi
penggunaan energi konvensional yang semakin langka dan bernilai jual tinggi.
Energi alternatif yang ada di bumi sangat bervariasi, contohnya energi angin,
energi air, energi panas matahari, energi gelombang laut dan lain-lain. Diantara
energi yang disebutkan, banyak yang penggunaannya belum digunakan secara
maksimal contohnya energi angin. Hal ini disebabkan karena kecepatan angin
yang tidak konstan.
Energi angin adalah sumber energi bersih dan terbarukan. Dalam beberapa
tahun terakhir, banyak turbin sistem pembangkit tenaga angin telah dipasang di
berbagai negara karena pemanasan global dan menipisnya bahan bakar fosil.
Selain itu, pembangkit tenaga angin memiliki biaya yang lebih rendah
1
2
dibandingkan dengan sistem pembangkit lain yang menggunakan energi
terbarukan. Namun tenaga listrik yang diperoleh dari generator angin tidak
konstan karena variasi kecepatan angin. Tenaga listrik yang dihasilkan dan rugirugi energi berubah sesuai dengan variasi kecepatan angin, dan akibatnya efisiensi
dan faktor kapasitas sistem juga berubah.
Dalam rangka untuk menghasilkan lebih banyak energi dari angin, adalah
penting untuk menganalisis karakteristik generator angin. Selain itu, karena
banyak kerugian non-linear terjadi pada generator angin, membuat prediksi
dengan menggunakan kecepatan angin rata-rata dapat menyebabkan banyak
kesalahan.
Untuk pembangkit tenaga listrik kecil yang memanfaatkan sumber energi
terbarukan, penggunaan mesin induksi sangat diandalkan karena banyak tersedia
di pasaran, harganya relatif murah, serta mudah dalam hal operasi dan perawatan.
Pada dasarnya, generator induksi memiliki konstruksi mekanis dan elektrik yang
sama dengan motor induksi. Generator induksi dapat menghasilkan tenaga listrik
ketika kecepatan rotor melebihi kecepatan sinkronnya. Hal ini sama dengan motor
induksi, yang apabila dioperasikan pada slip negatif, motor induksi akan mampu
menghasilkan daya dan bekerja sebagai generator. Motor induksi jenis ini sering
disebut dengan Motor Induksi Sebagai Generator (MISG).
Doubly Fed Induction Generator (DFIG) merupakan mesin induksi yang
secara luas digunakan dalam industri tenaga angin di era modern ini. Keuntungan
utama dari DFIG jika digunakan dalam turbin angin adalah dimungkinkan
3
amplitudo dan frekuensi tegangan keluaran dipertahankan pada nilai konstan,
tidak peduli kecepatan angin bertiup pada turbin generator angin. Karena itu,
DFIG dapat langsung terhubung ke jaringan listrik AC dan tetap disinkronkan
sepanjang waktu dengan jaringan listrik AC. Keuntungan lainnya termasuk
kemampuan untuk mengendalikan faktor daya (misalnya, untuk mempertahankan
faktor daya pada kesatuan), sekaligus menjaga perangkat elektronika daya dalam
turbin angin pada ukuran moderat.
Kebanyakan mesin listrik yang digunakan sebagai DFIG dalam industri
tenaga angin saat ini adalah mesin induksi rotor lilit 3 fase. Meskipun prinsipprinsip operasi ini telah dikenal selama puluhan tahun, DFIG hanya baru-baru
memasuki penggunaan umum. Hal ini disebabkan munculnya teknologi tenaga
angin untuk pembangkit listrik alternatif sebagai efek dari krisis energi.
Pada tugas akhir ini akan membahas mengenai karakteristik mesin induksi
rotor lilit yang difungsikan sebagai generator induksi. Baik dengan satu masukan
maupun dengan dengan dua masukan yang nantinya akan disebut sebagai DFIG.
Percobaan dilakukan mengetahui karakteristik mesin tersebut saat difungsikan
sebagai DFIG.
4
1.2
Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Mengetahui kemampuan mesin induksi rotor lilit saat difungsikan sebagai
generator.
2. Mengetahui kemampuan mesin induksi rotor lilit saat difungsikan sebagai
DFIG.
3. Mengetahui karakteristik DFIG.
1.3
Manfaat Penulisan
Penulis berharap penelitian dan penulisan tugas akhir ini dapat memberikan
manfaat sebagai berikut:
1. Memberikan kontribusi sebagai tulisan ilmiah yang dapat digunakan sebagai
acuan dalam memahami karakteristik motor induksi rotor lilit 3 fase sebagai
generator induksi 3 fase.
2. Memberikan informasi kepada penulis dan pembaca dalam memahami
karakteristik karakteristik unjuk kerja DFIG.
3. Menambah aplikasi-aplikasi pada laboratorium Transmisi dan Distribusi
Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada
5
1.4
Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang meluas, maka pembahasan tugas
akhir ini dibatasi dengan hal-hal sebagai berikut:
1. Pada pengujian ini mengamati pengaruh parameter-parameter yang dapat
mengubah nilai tegangan,arus maupun frekuensi keluaran generator.
2. Pada pengujian ini tidak membahas cara kerja maupun karakteristik motor
induksi sangkar tupai
3. Motor induksi yang diamati karakteristiknya adalah motor induksi rotor
lilit tiga fase yang dioperasikan sebagai generator
4. Generator induksi beroperasi sendiri dan tidak membahas hubungan
paralel dengan ataupun sistem interkoneksi dengan jaringan
5. Tidak membahas pengaturan peralatan proteksi
1.5
Metodologi Penulisan
Dalam pelaksanaan penulisan tugas akhir ini, diperlukan berbagai data yang
berguna untuk mendukung analisis pada tugas akhir ini. Data - data tersebut dapat
diperoleh dengan berbagai macam metode. Adapun sumber data yang diperlukan
pada tugas akhir ini dapat diperoleh dengan beberapa metode yang dapat
dijabarkan sebagai berikut:
1. Studi literatur
Studi literatur dilakukan dengan membaca buku dan melakukan pencarian
literatur melalui internet mengenai karakteristik mesin induksi rotor lilit,
6
karakteristik
generator
induksi,
pembangkitan
tenaga
listrik,
dan
penggunaan DFIG pada sistem pembangkitan.
2. Metode Konsultasi
Penulis melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan beberapa
narasumber
lain
untuk
membantu
menyelesaikan
masalah
dalam
pelaksanaan tugas akhir ini.
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tugas akhir ini disusun sebagai berikut:
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini memuat penjelasan mengenai latar belakang
masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, batasan
masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Bab ini memuat dasar teori mengenai Motor
Induksi rotor, Motor Induksi Sebagai Generator (MISG)
dan DFIG
BAB III
: METODE PENELITIAN
Bab
ini
memuat
penjelasan
mengenai
cara
pengujian dan pengambilan data untuk menggambarkan
7
karakteristik motor induksi rotor lilit sebagai generator.
BAB IV
: HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini memuat penjelasan mengenai data hasil
pengujian operasi motor induksi rotor lilit sebagai
generator dan DFIG, serta analisis dari data yang
diperoleh
BAB V
: PENUTUP
Bab ini memuat penjelasan tentang kesimpulan dan
saran dari hasil penelitian dan analisis data - data yang
diperoleh,