## ANALISIS EFISIENSI PADA GENERATOR 12 SLOT 8 POLE
Ayu Martha Lestari 1 , Gaguk Jatisukamto 2 , Aris Zainul Muttaqin 3
1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37, Jember, 68121
23 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37, Jember, 68121
Email: ayumartha482@gmail.com

## ABSTRAK
Energi  angin  dapat  dimanfaatkan  sebagai  pembangkit  energi  listrik,  yang  dikenal  dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB). Komponen PLTB terdiri dari turbin angin, generator dan baterai.  Efisiensi  generator  dipengaruhi  oleh  sistem  pembebanan  pada  PLTB,  yaitu  terdiri  dari pemakaian  k o mp o nen data  l og ger dan c o ntr o ller .  Penelitian  bertujuan  untuk  mencari  efisiensi generat o r  12 Sl o t 8 P o le .  Met o de  penelitian  menggunakan  simulasi S o ftware  MagNet, dengan variable: berupa tahanan R = 15 Ω dan putaran rotor n = 1000 - 10.000 rpm. Hasil dari penelitian menujukkan bahwa efisiensi generat o r dan rangkaian mulai stabil pada putaran rotor n = 3000 rpm; efisiensi tertinggi ketika putaran rotor n = 9000 rpm denga efisiensi η max = 90,04614%; efisiensi rata- rata η av = 88,867%.
Kata Kunci: PLTB, Generator 12 Slot 8 Pole, Software MagNet, efisiensi.

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  energi  listrik  meningkat  sejalan dengan  pertumbuhan  penduduk.  Penggunaan energi  listrik  di  Indonesia  pada  tahun  2017 mencapai  114.347,64  MVA  [1].  Energi  listrik dapat  dihasilka  dari  mesin  pembangkit  listrik, salah  satunya  adalah  Pembankit  Listrik  Tenaga Bayu (PLTB). PLTB memanfaatkan energi angin dan  dikonversi  menjadi  energi  listrik.  Komponen PLTB  terdiri  dari  turbin  angin,  generator  dan baterai [2].
Prinsip kerja generator yaitu mengkonversi  energi  mekanik  menjadi  energi listrik.  Generator  terdiri  dari  dua  bagian  utama yaitu  rotor  dan  stator.  Rotor  merupakan  bagian yang  bergerak  dan  menghasilkan  medan  magnet. Stator merupaka bagian yang diam dan menerima fluks  magnet  [3-4].  Hukum  Faraday  menjelaskan bahwa  seutas  kawat  atau  kumparan  konduktor berada  dalam  medan  magnet  yang  berubah-ubah terhadap  waktu,  maka  pada  ujung-ujung  kawat atau  konduktor  akan  timbul  tegangan  atau  gaya gerak  listrik  (GGL)  induksi.  Perubahan  medan
magnet menghasilkan arus listrik atau gaya gerak listrik (GGL) [5].
Energi  listrik  dari  generator  akan disalurkan  ke  baterai  melalui data  logger dan controller . Data logger berfungsi untuk menyearahkan  arus  dari  generator. Controller berfungsi  untuk  memonitor  daya  dari  generator, apabila  daya  terlalu  kecil  atau  terlalu  besar  daya tidak  akan  diproses  dan  disalurkan  kebaterai. Penggunaan data  logger dan controller akan mengurangi efisiensi, karena penggunaan komponen  tersebut  akan  menggunakan  daya  dari generator [6-7].
Penelitian  ini  akan  mecari  efisiensi  dari generator  dan  rangkaian  data logger dan controller . Input yang digunakan adalah daya dari generator  dan  pembebanan  dari data  logger dan controller pada kecepatan rotor generator.

## METODOLOGI PENELITIAN
a. Pemodelan  generator 12 Slot 8 Pole dengan Software MagNet menggunakan  seperempat model. Gambar 1 mengilustrasikan generator seperempat model dengan Software MagNet .
a) Generator 12 Slot 8 Pole seperempat model tanpa mesh; b) Generator 12 Slot 8 Pole seperempat model setelah di mesh Gambar 1. Generator 12 Slot 8 Pole seperempat model
Material  dari  generator  12 Slot 8 Pole ditunjukkan pada Tabel 1:
Tabel 1. Material generator 12 Slot 8 Pole No Nama Material 1 Coil Copper 5.77e7 siemens/meter 2 Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0 3 Rotor Carpentel : Stell Silikon 4 Stator Carpentel : Stell Silikon 5 Air Gap Udara 6 Air Box Udara b. Pemodelan  komponen data  logger dan controller .
Daya  dari  generator  akan  disalurkan  pada baterai  melalui data  logger dan controller . Gambar  2  menunjukkan  skema  sistem  turbin angin.
Gambar 2. Skema sistem turbin angina
Rangkaian data  logger dan controller digambarkan  pada sircuit  window Software MagNet .  Komponen  dari data  logger dan controller ditunjukkan. Gambar 3 sebagai berikut:
Gambar 3. Komponen dari data logger dan
controller
c. Mencari  nilai  daya  masuk  generator  (P in ), daya yang dikeluarka (P out ), dan efisiensi (η) dapat  menggunakan  persamaan  1,  2,  dan 3[8].
P in = 1000𝑇2𝜋
60 (1)
P out = AV (2)
η gen = Pin Pout 1000%
(3) R ec ti fi er Coil 1 Coil 3 Coil 2 D 1 D 3 D 2 D 4 D6 D5 (a) (b)
Turbin data logger dan controller lampu baterai Inverter

## HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil  grafik  simulasi  korelasi  torsi  (Nm) terhadap  rpm  (n)  pada  putaran  rotor  n  = 1000-10.000  rpm  ditunjukkan  pada  gambar 5. (a). Grafik korelasi torsi (V) terhadap rpm (n) pada putaran rotor n = 1000-10.000 rpm ditunjukkan  pada  gambar  5.  (b).  Grafik
korelasi  arus  (A)  terhadap  rpm  (n)  pada putaran  rotor  n  =  1000-10.000  rpm ditunjukkan  pada  gambar  5.(c).  Grafik korelasi efisiensi (η) terhadap rpm (n)  pada putaran  rotor  n  =  1000-10.000  rpm ditunjukkan pada gambar 5.(d).
Gambar  5. (a) Grafik korelasi torsi (Nm) terhadap rpm (n); (b) Grafik korelasi tegangan (V)  terhadap rpm (n); (c) Grafik arus (A) terhadap rpm (n); (d) Grafik korelasi efisiensi (η) terhadap rpm (n)
1) Tegangan  hasil  simulasi  pada  generator  12 Slot 8 Pole ditunjukkan pada Gambar 5. (a), hasil  simulasi   menunjukkan  semakin tinggi kecepatan  putar  generator  nilai  tegangan, karena  semakin  tinggi  kecepatan  putar generator  maka  medan  manget  yang dihasilkan semaki banyak.
2) Torsi hasil simulasi pada generator 12 Slot 8 Pole ditunjukkan  pada  Gambar  5.  (b),  torsi berubah secara linier seiring dengan kenaikan putarannya  dikarenakan  semakin  tinggi putaran torsi yang dibutuhkan akan semakin tinggi.
3) Arus hasil simulasi pada generator 12 Slot 8 Pole ditunjukkan  pada  Gambar  5.  (c),  arus berubah secara linier seiring dengan kenaikan putarannya  karena  arus  berbading  lurus degan tegangan yang dihasilkan.
4) Efisiensi generator ditunjukkan pada Gambar 5. (d), efisiensi generator 12 Slot 8 Pole mulai stabil  pada  putaran  rotor    3000  rpm,  hal  ini
dikarenakan  selisih  P in dan  P out yang  kecil; efisiensi  tertiggi  η max generat o r  berada  di putaran rotor n = 9000 rpm degan efisiesi η max =  90.04614%;  efsiensi  rata-rata  η av = 88,867%.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  analisis efisisensi  pada  generator  12  Slot  8  Pole  ,  dapat disimpulkan bahwa:
1. Tegangan,  arus  dan  torsi  berubah  secara linier  seiring  dengan  kenaikan  kecepatan putarannya.
2. Efisiensi  generator  tertinggi  η max berada  di putaran  rotor  n  =  9000  rpm  yaitu  η max = 90.04614%; efisiensi generator 12 Slot 8 Pole mulai  stabil  pada  putaran  rotor    3000  ;  dan efsiensi rata-rata η av = 88,867%.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 80 100 T o rsi ( N m ) rpm (n) A rus (A) Ef isi ensi (η) T eg ang a n (V) (N m) (N m ) rpm (n) rpm (n) rpm (n) (a) (b) (c) (d)

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Direktorat Jendral Ketenagalistrikan KESDM.  2018.  Statistik  Ketenagalistrikan 2017. [2] LAN. 2014. Pengenalan Teknologi Pemanfaatan Eenergi Angin. Tasikmalaya
[3] Kundur,  Prabha.    1994. Power  System Stability  and  Control. McGraw-Hill,  Inc. New York
[4] Akbar, M. 2012. Rancang Bangun Generator Turbin  Angin  Axial  Tiga  Fasa  untuk Kecepatan  Angin  Rendah. Skripsi. Program Studi Teknik Elektro.Universitas Indonesia.
[5] Issetyorini,  Apik  dan  Antono,  Djodi.  2012. Gaya Gerak Listrik Pada Motor AC. Jurusan Teknik Elektro. Politeknik Negeri Semarang.
[6] Setiono,  Andi.,  Puranto  Prabowo  dan Widiyatmoko,.  Bambang.  2010.  Pembuatan Dan  Uji  Coba  Data  Logger  Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Untuk Monitoring
Pergeseran  Tanah.  Jurnal  Fisika.  Tangerang Selatan.
[7] Robiasyah, M.R. 2017. Perancangan Kontroler  Untuk  Turbin  Angin  Skala  Kecil. Bandung.  Program  Studi  Teknik  Elektro Universitas Telkom.
[8] Roal, M. 2015. Peningkatan Efisiensi Energi Menggunakan  Baterai  dengan  Kendali Otomatis Penerangan  Ruang  Kelas Berbasis PLTS.  Jurusan  Teknik  Elektro  Politeknik Negerin Pontianak. Elkha.