Yusri Ambabunga, Henrianto Masiku, Haris Jumar (2022) Studi Rancang Bangun Pembangkit Listrik Energi Alternatif Tenaga Magnet Menggunakan Roda Gila (Flywheel, (7) 11, E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 7, No. 11, November 2022

## STUDI RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI ALTERNATIF TENAGA MAGNET MENGGUNAKAN RODA GILA (FLYWHEEL)
Yusri Ambabunga, Henrianto Masiku, Haris Jumar Universitas Kristen Indonesia Toraja, Indonesia Email: ambabungayusri76@gmail.com, henrimasiku@yahoo.co.id, harizjumartkj@gmail.com

## Abstrak
Pembangkit  listrik  merupakan  sebuah  proyek  berskala  besar  uang  dapat memproduksi dan membangkitkan listrik yang kemudian dapat didistribusikan dan dipakai oleh masyarakat. Kebutuhan terhadap sumber listrik yang begitu besar dapat membuat ilmuwan serta pemerintah berusaha menemukan cara agar sumber energi listrik  yang  digunakan  tidak  selamanya  berasal  dari  bahan  bakar  fosil.  Magnet merupakan salah satu material yang memiliki daya magnet apabila didekatkan pada objek tertentu dapat menimbulkan gaya tarik-menarik atau tolak menolak. Dengan mekanisme dan rangkaian yang tepat, magnet dapat menghasilkan suatu gaya putar pada satu sumbu yang tetap dan didekatkan ke lilitan stator sebagai tempat terjadinya induksi medan magnet. Tahapan metode penelitian untuk mencapai tujuan tersebut adalah  diawali  dengan  mengumpulkan  alat  dan  bahan  yang  dibutuhkan  dalam membuat  dan  merancang  pembangkit  listrik  tenaga  magnet.  Kemudian  dilakukan tahap perakitan sesuai dengan desain yang telah ditentukan. Selanjutnya dilakukan tahap pengujian untuk menentukan apakah pembangkit listrik yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik dan akan dilakukan perbaikan apabila terdapat kesalahan dalam proses pembuatan. Selanjutnya dilakukan tahap analisis dan pengumpulan data untuk menentukan karakteristik dari jenis pembangkit listrik tenaga magnet.
Kata Kunci : pembangkit listrik; magnet; induksi medan magnet; roda gila; putaran rotor

## Abstract
A  power  plant  is  a  large-scale  project  that  can  produce  and  generate  electricity which can then be distributed and used by the community. The need for such a large source of electricity can make scientists and the government try to find ways so that the source of electrical energy used does not always come from fossil fuels. A magnet is a material that has a magnetic power when brought close to a certain object can cause  an  attractive  or  repulsive  force.  With  the  right  mechanism  and  circuit,  the magnet can produce a rotating force on a fixed axis and is brought close to the stator winding as a place for the induction of a magnetic field. The stages of the research method  to  achieve  this  goal  are  to  begin  with  collecting  the  tools  and  materials needed in making and designing a magnetic power plant. Then the assembly stage is carried  out  according  to  the  predetermined  design.  Next  is  the  testing  phase  to
determine whether the power plant that has been made can work well and repairs will  be  made  if  there  are  errors  in  the  manufacturing  process.  Furthermore,  the analysis and data collection stages are carried out to determine the characteristics of the type of magnetic power plant.
Keywords: power plant; magnets; magnetic field induction; flywheel; rotor rotation

## Pendahuluan
Seiring  dengan  perkembangan  zaman  dimana  semakin  berkembang  pula kehidupan manusia. Secara khusus pada era modern saat ini dimana dalam setiap aktivitas manusia diperlukan sumber energi yang berasal dari alam untuk menopang kelangsungan hidup manusia (Bastian Jufani Alfredo, 2016) Salah satu inovasi yang dapat digunakan untuk  membangkitkan  listrik  adalah  pembangkit  listrik  tenaga  magnet.  Magnet  adalah suatu material yang memiliki daya magnet yang apabila didekatkan pada objek tertentu dapat menimbulkan suatu gaya tarik-menarik atau tolak-menolak (Sahit, 2014) Dengan mekanisme dan rangkaian yang tepat, magnet dapat menghasilkan suatu gaya putar pada satu sumbu yang tetap dan didekatkan ke lilitan stator sebagai tempat terjadinya induksi medan magnet (Arfianto, 2020) .

## Metode Penelitian
1. Variabel Yang Dikaji
Dalam penelitian ini yang akan menjadi fokus kajian adalah proses pembuatan pembangkit listrik tenaga magnet agar yang dapat menghasilkan listrik dan mengukur stabilitas  listrik  yang  dihasilkan  oleh  pembangkit  listrik  tenaga  magnet  serta karakteristik dari pembangkit listrik.
2. Desain Rancangan
a. Generator
Adapun desain rancangan yang akan dibuat meliputi stator dan rotor.
b. Rotor Adapun desain rotor yang akan dibuat.

## Gambar 2 Desain Rotor
Untuk  mengukur  jarak  antar  magnet  ( T 𝑓 )  dalam  piringan  rotor,  dapat digunakan rumus:
T 𝑓 = Sin 30° x b
Dimana: T 𝑓 = Jarak antar magnet (cm) b = Panjang magnet (cm)
Untuk mengukur keliling rotor, dapat digunakan rumus: Kr = ( T 𝑓 x 12) + ( a x 12) Dimana : Kr = Keliling Rotor (cm) T 𝑓 = Jarak antar magnet (cm) a = Lebar magnet (cm)
3. Desain Stator
Adapun desain stator yang akan dibuat.
Gambar 3
Desain Stator

## 4. Flowcart Penelitian
Flowcart penelitian dapat dilihat sebagai berikut:

## Gambar 4 Flowchart Penelitian

## Hasil dan Pembahasan
1. Hasil Perancangan dan Pembuatan Generator
Pada hasil perancangan, generator terbagi menjadi dua bagian sebagai berikut:
a) Stator
Hasil pembuatan dari stator adalah seperti pada gambar 1.

## Gambar 5 Pembuatan Stator
Pada gambar 5 menunjukkan bahwa stator tersebut adalah stator dengan inti besi. Stator ini memiliki 8 kumparan kawat email yang berdiameter 0.6 mm. stator
dibuat menjadi 2 buah, stator pertama berfungsi untuk menghasilkan daya listrik untuk menggerakkan motor listrik yang kemudian memutar rotor sedangkan stator yang kedua berfungsi untung memberikan daya untuk menyalakan lampu sebagai beban yang digunakan dalam penelitian.
Berikut adalah tabel geometri ukuran stator yang dibuat :

## Tabel 1 Ukuran Desain Stator
b) Rotor
Hasil pembuatan rotor dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 6 Pembuatan Rotor
Pada  gambar  6  terlihat  magnet  dipasangkan  dibagian  depan  dan  belakang piringan yang masing-masing terdapat 8 buah magnet yang akan saling berhadapan dengan kedua stator. Magnet pada rotor dirangkai dan disusun secara axial dan akan digerakkan oleh motor listrik agar dapat berputar dan menghasilkan fluks medan magnet  ketika  dihadapkan  dengan  kumparan  stator  sehingga  menghasilkan  daya listrik.
Tabel 2 Geometri Ukuran Rotor

## 2. Prinsip Kerja
Pada awalnya rotor harus diputar menggunakan bantuan motor yang digerakkan oleh baterai 9 volt, sehingga listrik dapat dihasilkan dan coil stator dapat menimbulkan fluks  medan  magnet.  Selanjutnya  penggerak  awal  motor  listrik  dapat  dihilangkan karena fluks medan magnet yang dihasilkan oleh coil stator telah dapat memberikan daya kepada motor sehingga dapat memutar rotor secara terus menerus. Proses ini akan menghasilkan listrik secara terus menerus selama tidak ada gangguan dari luar dan semua perangkat dalam keadaan baik. Putaran rotor dapat stabil karna adanya roda gila yang  dipasang  karena  roda  gila  dapat  menyimpan  energy  mekanik  sehingga  dapa menstabilkan putaran rotor.
3. Hasil Pengujian
a. Hasil Pengujian Tanpa Beban Pengujian  ini  dilakukan  untuk  menguji  seberapa  besar  daya  yang  dapat dihasilkan pembangkit listrik tenaga magnet pada saat tidak ada beban. Pengujian ini  dilakukan  dengan  beberapa  variasi  putaran  rotor.  Pengujian  dan  pengukuran daya  dilakukan  dengan  meenggunakan  multimeter.  Berikut  ini  adalah  hasil pengujian:

## Tabel 3
Hasil Pengujian Tanpa Beban
b. Hasil pengujian dengan beban Dari pengujian menggunakan beban lampu LED, didapatkan nilai pengukuran sebagai berikut:
Tabel 4

## Hasil Pengujian Dengan Beban

## 4. Karakteristik Pembangkit Listrik Tenaga Magnet
Karakteristik dari pembangkit listrik tenaga magnet terbagi menjadi dua yaitu :
a. Pembangkit listrik tenaga magnet dalam keadaan tanpa beban Dalam keadaan tanpa beban, rotor diputar dan memberikan fluks medan magnet,
maka tegangan akan diinduksikan pada kumparan jangkar stator. Bentuk hubungan dapat diperlihatkan pada persamaan sebagai berikut :
Eo = c.n.ф Keterangan: c  = konstanta mesin n  = kecepatan putaran (rpm) ф  = Fluks medan magnet (Dody Purmadani., 2016:18)
b. Pembangkit listrik tenaga magnet dengan beban Pada  saat  pembangkit  listrik  berbeban,  maka  GGL  E  tidak  sama  dengan tegangan V. Tegangan V akan bervariasi karena Jatuh tegangan karena resistansi jangkar  Ra,  jatuh  tegangan  karena  reaksi  jangkar.  Dan  jatuh  tegangan  karena reaktansi  bocor  dari  jangkar.  Tegangan  pada  waktu  pembangkit  listrik  berbeban mengikuti persamaan berikut:
E = V+I (Ra+Xa) Keterangan: E  = GGL Jangkar V  = Tegangan I  = Arus Beban Ra  = Reaksi Jangkar Xa  = reaktansi Sinkron (Dody Purmadany., 2016: 30)

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, peneliti menarik kesimpulan sebagai berikut: a) Rancang bangun pembangkit listrik tenaga  magnet dapat digunakan sebagai sumber energy listrik alternative. b) Rancang bangun pembangkit listrik tenaga magnet ini sangat ramah pada lingkungan karena prinsip kerja dari pembangkit ini adalah memanfaatkan putaran yang dihasilkan oleh motor listrik untuk memutar rotor sehingga dapat menghasilkan fluks medan magnet ketika dihadapkan dengan stator. c) Roda gila dapat menyimpan energy   mekanik sehingga dapat mempertahankan stabilitas putaran rotor. d) Pada pengujian tanpa beban menghasilkan tegangan yang semakin besar seiring dengan  meningkatnya  putaran  pada  rotor.  Pada  saat  pembangkit  listrik  tenaga  magnet diberikan beban berupa lampu LED maka besar tegangan listrik berkurang diakibatkan oleh losing daya.

## BIBLIOGRAFI
Arfianto,  Rifdi.  (2020). Perencanaan  Flywheel  sebagai  Balancing  Generator  DC . Universitas Pancasakti Tegal. Google Scholar
Bastian Jufani Alfredo, L. .. (2016). Rancang Bangun Siustem Generator Tanpa Bahan Bakar Dengan Memanfaatkan Energi Pada Flywheel (Roda Gila) . Google Scholar
Fakhrunnisa,  R.  A.  (2015). Rancang  Bangun  Pembangkit  Listrik  Alternatif  Dengan Menggunakan Roda Gila (Flywheel . Politeknik Negeri Sriwijaya. Google Scholar
Halim, Abdul, & Bayusari, I. K. E. (2020). Desain Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Pikohidro Menggunakan Flywheel Dan Memvariasikan Jumlah Kincir . Sriwijaya University. Google Scholar
Kurniawan,  Chandra.  (2021).  Analisa  Prototype  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Magnet Permanend  di  Universitas  Pembangunan  Panca  Budi. Kumpulan  Karya  Ilmiah Mahasiswa Fakultas Sains Dan Tekhnologi , 2 (2), 28. Google Scholar
Sahit, Norman. (2014). Prototype Pembangkit Listrik Sederhana Tenaga Magnet Sebagai Energi Alternatif. Jurnal Online Mahasiswa (JOM) Bidang Teknik Elektro , 2 (2). Google Scholar

## Copyright holder:
Yusri Ambabunga, Henrianto Masiku, Haris Jumar (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: