Abstrack— Electricity is a basic need of society and it’s been a supporting in all aspects and national development. The availability of electric energy to till the needs is not sufficient yet. It can be seen from the blackout which still happen alternately in some areas. This is  understandable  because  the  availability  of  electricity  overtime  is increasing.
The purpose of this study is to make a simple pre-design of sea current generator using asynchronous generators, and to know the voltage  that  can  be  generated  from  this  pre-design  on  a  pre- specified current rate.
Electric  power  obtained  in  the  first  experiment  with  the current speed 0.75 [m/s] in the amount of 7.7 [watt]. In the second experiment with the speed of sea current 0.43 [m/s] in the amount of 1.44  [watt],  and  in  the  third  experiments  with  the  speed  of  sea current 0.6 [m/s] in the amount of 5.9 [watt].
Keywords:  Asynchronous  Generator,  Electric  Machines,  Electric Power, Sea Current.
Abstrak -- Listrik  merupakan  kebutuhan  pokok  masyarakat dan  menjadi  penunjang  di  segala  aspek  dan  pembangunan nasional, termasuk peningkatan taraf hidup. Ketersediaan energi listrik  untuk  pemenuhan  kebutuhan  belum  dapat  mencukupi seperti  dengan  masih  adanya  pemadaman  listrik  secara  bergilir di beberapa daerah. Hal ini dapat dipahami karena ketersediaan listrik  dari  waktu  ke  waktu  lebih  kecil  dari  kebutuhan  listrik yang terus meningkat.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  membuat  suatu  pra- desain sederhana pembangkit listrik tenaga arus laut menggunakan  generator  asinkron,  dan  mengetahui  besar tegangan  yang  dapat  dihasilkan  dari  pra-desain  ini  pada kecepatan arus tertentu.
Daya  listrik  yang  diperoleh  pada  percobaan  pertama dengan kecepatan arus laut 0.75 [m/det] sebesar 7.7 [watt]. Pada percobaan kedua dengan kecepatan arus laut 0.43 [m/det] sebesar 1.44  [watt],  dan  pada  percobaan  ketiga  dengan  kecepatan  arus laut 0.6 [m/det] sebesar 5.9 [watt]
Kata  kunci:  Arus  Laut,  Daya  Listrik,  Generator  Asinkron, Mesin-Mesin Listrik.

## I. PENDAHULUAN
Listrik  merupakan  kebutuhan  pokok  masyarakat  dan menjadi penunjang di segala aspek dan pembangunan nasional, termasuk  peningkatan  taraf  hidup.  Berbagai  upaya  dilakukan untuk  mengatasi  krisis  energi  listrik  dengan  melakukan berbagai  penelitian  dan  pengembangan  teknologi  alternatif baru dan terbarukan. Hal ini dapat dipahami karena
ketersediaan listrik dari waktu ke waktu selalu lebih kecil dari kebutuhan yang terus meningkat.
Dalam penelitian ini akan dibahas mengenai pemanfaatan energi  arus  laut  yang  terdapat  pada  perairan  terutama  pada selat-selat  yang  sempit,  melalui  suatu  pra-desain  sederhana. Penelitian  ini  mengupayakan  sumber  energi  listrik  dari  arus laut  dihasilkan  dari  tahanan  air  yang  memutar  baling-baling. Energi  yang  kontinyu  sepanjang  siang  dan  malam  akan dimanfaatkan  untuk  memutar  turbin  air  di  mana  porosnya dihubungkan  dengan  generator  asinkron.  Sehingga  judul penulisan  ini  yaitu  “Pra-desain  Pembangkit  Listrik  Tenaga Arus Laut Menggunakan Generator Asinkron”.

## II. LANDASAN TEORI
Karena  sumber  dari  energi  fosil  atau  energi  tambang semakin  berkurang,  maka  sumber  energi  terbarukan  menjadi alternatif  dalam  pemenuhan  kebutuhan  energi  listik.  Energi terbarukan  yaitu  energi  yang  berasal  dari  proses  alam  yang berkelanjutan  seperti  tenaga  surya,  tenaga  angin,  arus  air, proses biologi, dan panas bumi.

## A. Proses Pembangkitan
Pembangkitan  merupakan  suatu  aktivitas  yang  bisa membangkitkan  sesuatu,  atau  timbulnya  efek  (hasil)  tertentu akibat  adanya  pembangkitan.  Dalam  suatu  sistem  tenaga listrik,  yang  dimaksudkan  pembangkitan  adalah  pembangkit tenaga  listrik.  Proses  pembangkitan  tenaga  listrik  sebagian besar  dilakukan  dengan  cara  memutar  generator  sehingga didapat  tenaga  listrik  dengan  tegangan  bolak-balik.  Pusat listrik  adalah  tempat  dimana  proses  pembangkitan  tenaga listrik  dilakukan.  Dimana  proses  pembangkitan  tenaga  listrik merupakan  proses  konvensi  energi  primer  menjadi  energi mekanik  penggerak  generator,  yang  selanjutnya  energi mekanik ini diubah menjadi energi listrik.

## B. Arus Laut  (Sea Current)
Arus  laut  ( sea  current )  adalah  pergerakan  massa  air  laut dari  satu  tempat  ke  tempat  lain  baik  secara  vertikal  (gerak  ke atas)  maupun  secara  horizontal  (gerakan  ke  samping)  menuju kesetimbangan, atau gerakan air yang sangat luas yang terjadi di seluruh lautan dunia. Gerakan yang terjadi merupakan hasil resultan  dari  berbagai  macam  gaya  yang  bekerja  pada permukaan,  kolom,  dan  dasar  perairan.  Hasil  dari  gerakan massa  air  ini  adalah  vektor  yang  mempunyai  besaran kecepatan dan arah.

## Pra-desain Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut Menggunakan Generator Asinkron
Ingriany S. Mahaganti, Ir. Hans Tumaliang MT., Ir. A. F. Nelwan MT, Ir.Marthinus Pakiding MT. Jurusan Teknik Elektro-FT. UNSRAT,  Manado-95115, Email: inggisazhy@gmail.com

## Jenis  Arus Laut
Berdasarkan  temperaturnya  arus  laut  dibagi  menjadi  2 bagian, yaitu arus panas dan arus dingin.
Arus  panas .  Yaitu  bila  temperatur  air  pada  arus  tersebut lebih  tinggi  daripada  temperatur  air  laut  yang  didatanginya atau arus laut yang bergerak dari daerah lintang rendah (daerah panas) ke daerah lintang tinggi (daerah rendah).
Arus  dingin .  Yaitu  bila  temperatur  arus  itu  lebih  rendah dari  temperatur  air  laut  yang  didatanginya  atau  arus  yang bergerak dari daerah dingin ke daerah panas.
Jadi  istilah  panas  dan  dingin  ini  mempunyai  arti  yang relatif.  Sebab  kemungkinan  arus  dingin  di  suatu  tempat, temperaturnya lebih tinggi daripada arus panas di tempat lain, atau sebaliknya.
Berdasarkan  letaknya  arus  laut  dibagi  menjadi  2  bagian, yaitu arus permukaan laut di samudera dan arus di kedalaman samudera.

## Arus Permukaan Laut di Samudera (Surface Circulation)
Penyebab utama arus ini adalah tiupan angin yang bertiup melintasi permukaan bumi melintasi zona – zona lintang yang berbeda.  Ketika  angin  melintasi  permukaan  samudera,  maka massa air laut tertekan sesuai dengan arah angin.

## Arus di Kedalaman Samudera (Deep-water Circulation)
Faktor utama yang mengendalikan gerakan massa air laut di  kedalaman  samudera  adalah  densitas  air  laut.  Perbedaan densitas  diantara  dua  massa  air  laut  yang  berdampingan menyebabkan  gerakan  vertikal  air  laut  dan  menciptakan gerakan  massa  air  laut-dalam  ( deep-water  masses )  yang bergerak  melintasi  samudera  secara  perlahan.  Perbedaan densitas  air  disebabkan  oleh  perbedaan  temperatur  dan salinitas  air  laut.  Gerakan  massa  air  laut-dalam  ini  disebut sebagai sirkulasi termohalin. Sirkulasi termohalin adalah gerak massa  air  yang  dibangkitkan  oleh  adanya  perbedaan  densitas yang dikontrol oleh adanya variasi suhu ( thermal ).
Berdasarkan  proses  terjadi  arus  laut  dibagi  menjadi beberapa  bagian,  yaitu  arus  karena  tiupan  angin,  arus  pasang surut, arus sepanjang pantai dan arus rip.

## Arus karena pengaruh tiupan angin.
Angin adalah faktor yang membangkitkan arus, arus yang ditimbulkan  oleh  angin  mempunyai  kecepatan  yang  berbeda menurut  kedalaman.  Kecepatan  arus  yang  dibangkitkan  oleh angin  memiliki  perubahan  yang  kecil  seiring  pertambahan kedalaman hingga tidak berpengaruh sama sekali.

## Arus Pasang Surut (Tidal Current)
Arus  pasang  surut  merupakan  gerakan  air  vertikal  yang berhubungan  dengan  naik  dan  turunnya  pasang  surut,  diiringi oleh  gerakan  air  horizontal  disebut  dengan  arus  pasang  surut. Pasang surut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifungal.  Efek  sentrifungal  adalah  dorongan  ke  arah  luar pusat rotasi.
Arus  Sepanjang  Pantai  (Longshore  Current)  dan  Arus  Rip (Rip Current)
Kedua  macam  arus  ini  terjadi  di  perairan  pesisir  dekat pantai,  dan  terjadi  karena  gelombang  mendekat  dan  memukul ke  pantai  dengan  arah  yang  miring  atau  tegak  lurus  garis pantai. Arus sepanjang pantai bergerak menyusuri pantai,
Gambar 1. Konstruksi dan ukuran penampang sabuk-V
sedang  arus  rip  bergerak  menjauhi  pantai  dengan  arah  tegak lurus atau miring terhadap garis pantai.

## C. Sabuk dan Puli
Jarak  yang  jauh  antara  dua  buah  poros  sering  tidak memungkinkan  transmisi  langsung  dengan  roda  gigi.  Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan,  dimana  sebuah  sabuk  luwes  dibelitkan  sekeliling puli.  Sabuk  dengan  penampang  trapesium  dipasang  pada  puli dengan  alur  dan  meneruskan  momen  antara  dua  poros  yang jaraknya dapat sampai 5 m.
Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula.  Bagian  sabuk  yang  sedang  membelit  pada  puli  ini mengalami  lengkungan  sehingga  lebar  bagian  dalamnya  akan bertambah  besar.  Gaya  gesekan  juga  akan  bertambah  karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan  yang relatif rendah. Konstruksi  dan ukuran penampang sabuk-V dapat dilihat pada gambar 1.
Puli  atau Pulley digunakan  untuk  mentransmisikan  daya dan  putaran  poros  yang  satu  ke  poros  yang  lain  dengan bantuan  sabuk.  Kecepatan  putaran  merupakan  perbandingan dari diameter puli penggerak dan puli yang digerakkan.

## D. Mesin Listrik
Mesin  listrik  adalah  suatu  alat  konversi  yang  berputar yang  mengubah  tenaga  mekanik  menjadi  tenaga  listrik  atau sebaliknya  mengubah  tenaga  listrik  menjadi  tenaga  mekanik. Bila energi mekanik diubah menjadi energi listrik, maka mesin bekerja  sebagai  generator.  Dan  sebaliknya  bila  energi  listrik diubah  menjadi  energi  mekanik,  maka  mesin  bekerja  sebagai motor.  Pada  dasarnya  energi  listrik  dan  mekanik  mempunyai sifat  yang  berbeda.  Energi  listrik  berhubungan  dengan tegangan  dan  arus  listrik,  sedangkan  energi  mekanik berhubungan dengan torka ( torque ) dan kecepatan perputaran.

## Mesin Arus Searah (DC)
Motor  Arus  Searah .  Motor  listrik  arus  searah  adalah peralatan  listrik  yang  berfungsi  merubah  energi  listrik  arus searah  menjadi  energi  kinetik  (mekanis  gerak  putar,  rotasi). Konstruksi  motor  arus  searah  sama  dengan  generator  arus searah,  oleh  karena  itu  mesin  listrik  ini  dapat  bekerja  sebagai motor atau generator. Prinsip bekerja motor arus searah adalah bila  melalui  kumparan  jangkar,  mesin  arus  searah  dialirkan arus dan kumparan medan diberi penguatan, maka timbul gaya
Lorenz pada tiap-tiap sisi kumparan jangkar tersebut. Besarnya gaya  Lorenz  yang  timbul  adalah    perkalian  silang  fluksi  dan arus.  Gaya  Lorenz  ini  akan  menimbulkan  suatu  momen  putar atau kopel, maka mesin akan berputar, besarnya momen putar ini  adalah  karena  berubahnya  energi  elektrik  pada  jangkar menjadi energi mekanik.
Seperti  halnya  generator  arus  searah,  hubungan  motor arus  searah  ditinjau  dari  hubungan  kumparan  medan  terhadap kumparan  jangkar,  terdapat  4  macam,  yaitu  motor  dengan penguatan terpisah, seri, shunt, dan kompon.
Generator Arus Searah . Generator arus searah merupakan  mesin  yang  energi  masukan  adalah  daya  energi gerak putar dan sebagai keluarannya adalah energi listrik arus searah. Bagian utama generator arus searah terdiri dari bagian yang  tidak  bergerak  (stator),  meliputi  gandar,  kutup, kumparan.  Dan bagian  yang  bergerak (rotor) meliputi jangkar dan  komutator.  Prinsip  kerja  generator  ini  adalah  berdasarkan pada hukum Faraday, yaitu apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksi kuat magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan  dibangkitkan  dalam  konduktor  tersebut.  Berdasarkan penguatan  atau  cara  memberikan  fluksi  pada  kumparan  ada dua macam yaitu penguatan bebas dan sendiri. Pada generator berpenguatan  bebas  atau  terpisah,  medan  magnet  generator diberi  penguatan  listrik  berasal  dari  sumber  yang  terpisah. Pada generator berpenguatan sendiri, medan magnet generator ini  mendapatkan  penguatan  berasal  dari  mesin  itu  sendiri. Generator penguatan sendiri dibagi menjadi tiga macam, yaitu; hubungan seri, hubungan paralel, dan hubungan kompon.

## Mesin Arus Bolak-Balik (AC)
Mesin Sinkron .
Mesin  sinkron  termasuk  mesin  listrik  arus  bolak-balik yang  dapat  bekerja  atau  berfungsi  sebagai  generatos  atau motor.  Mesin  sinkron  atau  mesin  serempak  merupakan  mesin listrik yang memerlukan frekuensi dan putaran yang tetap.

## Motor Sinkron
Konstruksi  motor  sinkron  sama  dengan  konstruksi generator  sinkron,  perbedaan  terletak  pada  penggunaannya. Generator  sinkron  diputar  untuk  menghasilkan  tenaga  listrik, sedangkan pada motor sinkron dimasukkan tenaga listrik untuk menghasilkan putaran. Tipe motor sinkron ada 2 macam, yaitu; rotor  penuh  dan  rotor  kutub.  Rotor  penuh  merupakan    tipe rotor  yang  di  diberi  alur-alur  sebagaimana  rotor  motor  slip ring,  biasanya  untuk  putaran  tinggi.  Sedangkan  rotor  kutub terdiri  dari  inti-inti  kutub  dengan  belitan-belitan  penguat, biasanya kutubnya banyak dan untuk putaran rendah.

## Generator Sinkron
Generator  arus  bolak-balik  seperti  halnya  generator  arus searah,  mesin  ini  berfungsi  menghasilkan  keluaran  yang  arus dan  tegangannya  bolak-balik.  Pada  generator  arus  bolak-balik ini  tidak  terdapat  sikat  dan  komutator  seperti  pada  generator arus  searah  yang  berfungsi  sebagai  penyearah,  tapi  dengan menempatkan sepasang cincin pada poros dan menghubungkan  pada  belitan  jangkar  maka  akan  diperoleh tegangan dan arus bolak-balik. Pada generator arus bolak-balik jangkarnya  sebagai  stator  tidak  bergerak  sedangkan  rotor adalah  kutub-kutubnya.  Prinsip  pembangkitan  generator
sinkron  sama  dengan  generator  arus  searah,  yaitu  dengan induksi elektromagnetik.

## Motor Asinkron
Motor  asinkron  adalah  mesin  listrik  yang  mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor ini sering disebut juga  motor  tidak  serempak  atau  motor  induksi.  Sama  seperti halnya  mesin  sinkron,  konstruksi  motor  asinkron  atau  motor induksi sama dengan konstruksi generator asinkron. Karakteristik motor asinkron yang penting adalah karakteristik momen  dan  karakteristik  arus.  Karakteristik  momen  adalah momen sebagai fungsi dari putaran slip, dengan tegangan jepit tetap.  Sedangkan  karakteristik  arus  adalah  karakteristik  yang memberikan  koreasi  antara  arus  stator  sebagai  fungsi  dari putaran.

## E. Generator Asinkron
Generator  merupakan  alat  yang  digunakan  untuk mengubah  daya  poros  turbin  (putaran)  menjadi  daya  listrik. Untuk aplikasi dengan sistem AC ada dua tipe generator yang biasa digunakan yaitu generator sinkron dan asinkron (induksi) 1  fasa  maupun  3  fasa.  Generator  asinkron  merupakan generator  tidak serempak karena putaran rotornya tidak sama dengan putaran  medan  magnet pada stator. Generator ini juga disebut generator induksi.

## Konstruksi Generator Asinkron
Generator  induksi  terdiri  dari  dua  bagian  utama,  yaitu bagian  yang  berputar  disebut  rotor,  dan  bagian  yang  tidak berputar yang disebut stator.

## Stator
Stator  adalah  bagian  terluar  dari  mesin  yang  merupakan gulungan  kawat  yang  disusun  sedemikian  rupa  dan ditempatkan  pada  alur-alur  inti  besi.  Bagian  stator  dipisahkan dengan  bagian  rotor  oleh  celah  udara  yang  sempit  (air  gap). Bagian stator terdiri atas tumpukan laminasi inti yang memiliki alur  yang  menjadi  tempat  belitan  dililitkan  yang  berbentuk silinder.  Alur  pada  tumpukan  laminasi  inti  diisolasi  dengan kertas,  tiap  elemen  laminasi  inti  dibentuk  dari  lembaran  besi. Tiap  lembaran  besi  tersebut  memiliki  beberapa  alur  dan beberapa  lubang  pengikat  untuk  menyatukan  inti.  Kawat belitan  yang  digunakan  terbuat  dari  tembaga  yang  dilapisi dengan isolasi tipis. Kemudian tumpukan inti dan belitan stator diletakkan dalam cangkang silinder.

## Rotor
Rotor  merupakan  bagian  yang  bergerak  pada  generator. Ada  dua  jenis  rotor  yang  biasanya  digunakan,  yaitu  rotor sangkar ( squirrel cage rotor ) dan rotor belitan ( wound rotor ).

## Rotor Sangkar Tupai (squirrel cage rotor)
Generator  induksi  dengan  rotor  sangkar  atau  rotor kurungan  ( Squirrel  Cage )  adalah  konstruksi  dari  inti  berlapis dengan  konduktor  dipasang  paralel  dengan  poros  dan mengelilingi  permukaan  inti.  Konduktornya  tidak  terisolasi dari  inti  karena  arus  motor  secara  alamiah  akan  mengalir melalui tahanan yang paling kecil yaitu konduktor rotor. Pada setiap ujung rotor, konduktor rotor semuanya dihubung singkat dengan cincin ujung. Konduktor rotor dan cincin ujung serupa

## Gambar 2. Rotor sangkar tupai
Gambar 3. Rotor belitan
dengan  sangkar  tupai  yang  berputar  sehingga  dinamakan demikian.  Rotor  sangkar  merupakan  tipe  rotor  yang konstruksinya sangat sederhana sehingga harganya pun murah. Akan  tetapi  tipe  rotor  ini  tidak  dapat  diberikan  pengaturan tahanan  luar,  sehingga  untuk  mengatasinya  diperlukan  saklar Δ-λ  yang  digunakan  untuk  membatasi  arus  mula.  Jenis  rotor ini dapat dilihat pada gambar 2.

## Rotor Cincin Geser (Wound Rotor)
Rotor  cincin  geser  disebut  juga  rotor  belitan  atau  rotor gelang  seret.  Pada  rotor  ini  terdapat  juga  alur-alur  yang bentuknya lebih dalam daripada alur-alur pada rotor sangkar. Dalam  alur-alur  terdapat  kawat  yang  dibelitkan  pada  sebuah rotor  dengan  hubungan  bintang  ataupun  hubungan  segitiga seperti belitan kawat pada stator. Dengan adanya hubungan ini, maka belitan-belitan pada rotor mempunyai tiga ujung. Ujung belitan  rotor  dihubungkan  dengan  suatu  tahanan  awal  melalui tiga  buah  cincin  geser  yang  ada  pada  poros.    Kemudian melalui  cincin  geser  ini  ujung-ujung  kumparan  jangkar dihubungkan dengan tahanan luar atau dihubung singkat.
Rotor  jenis  ini  kurang  banyak  digunakan  dibandingkan dengan  rotor  sangkar  tupai  karena  harganya  yang  mahal  dan biaya  pemeliharaannya  lebih  besar.  Kekurangan  lainnya regulasi kecepatan jelek, apabila bekerja dengan tahanan pada rangkaian  rotor.  Akan  tetapi  konstruksi  rotor  seperti  ini memungkinkan penambahan tahan dari luar sehingga arus saat starting  dapat  dibatasi  serta  dapat  menghasilkan  kopel  mula yang  lebih  besar.  Kelebihan  lainnya  pengaturan  kecepatan yang bagus selama bekerja dengan beban konstan. Rotor jenis ini dapat dilihat pada gambar 3.

## Prinsip Kerja Generator Asinkron
Prinsip kerja generator induksi adalah kebalikan daripada saat  mesin  induksi  bekerja  sebagai  motor.  Ketika  mesin bekerja  sebagai  motor,  kumparan  stator  diberi  tegangan  tiga fasa  sehingga  akan  timbul  medan  putar  dengan  kecepatan sinkron ) ( s n .  Namun  jika  motor  berfungsi  generator,  pada rotor  motor  diputar  oleh  sumber  penggerak  dengan  kecepatan lebih besar daripada kecepatan sinkronnya.
Namun jika  motor berfungsi  generator, pada rotor motor diputar  oleh  sumber  penggerak  dengan  kecepatan  lebih  besar daripada  kecepatan  sinkronnya.  Bila  suatu  konduktor  yang berputar  didalam  medan  magnet  (kumparan  stator)  akan membangkitkan tegangan sebesar :
v l B e . .  (1)
dimana,
e  =   tegangan induksi yang dihasilkan [volt] B  =  fluks magnetic [weber] l  =  panjang  konduktor  yang  dilewati  medan magnet [m] v  =  kecepatan medan magnet melewati konduktor [m/det]
dan  bila  dihubungkan  ke  beban  akan  mengalirkan  arus.  Arus pada  rotor  ini  akan  berinteraksi  dengan  medan  magnet  pada kumparan  stator  sehingga  timbul  arus  pada  kumparan  stator sebagai reaksi atas gaya mekanik yang diberikan. Pada proses perubahan motor induksi menjadi generator induksi dibutuhkan  daya  reaktif  atau  daya  magnetisasi  untuk membangkitkan  tegangan  pada  terminal  keluarannya.  Dalam hal  ini  yang  berfungsi  sebagai  penyedia  daya  reaktif  adalah kapasitor yang besarnya disesuaikan dengan daya reaktif yang diperlukan.

## Slip
Kecepatan  berputarnya  rotor  tidak  sama  dengan kecepatan  medan  putar.  Tetapi  hal  ini  memang  harus demikian,  sebab  bila  rotor  berputar  sama  cepatnya  dengan medan  putar,  berarti  dalam  kawat-kawat  rotor  tidak  akan timbul  ggl  dan  dengan  sendirinya  tidak  akan  ada  arus  yang mengalir. Garis-garis gaya medan putar tidak akan dapat saling berpotongan  dengan  kawat-kawat  rotor,  bila  masing-masing sama  cepat  putarannya.  Slip  adalah  persentase  selisih  antara banyaknya  putaran  rotor  dengan  banyaknya  putaran  medan putar untuk tiap menit yang dinyatakan dengan:
  % 100    s N r n s n S (2)
dimana,
S =  slip (%) s n =  putaran medan stator
r n =  putaran rotor [rpm]
Nilai n r diperoleh dari putaran rotor yang dihasilkan oleh prime  mover sedangkan  nilai n s dihasilkan  oleh  kumparan yang dialiri oleh arus dengan frekuensi tertentu.
Besarnya s n adalah :
P f s n   120 (3)
dimana, s n = kecepatan medan putar stator
f = frekuensi pada stator
P = jumlah kutub magnet
Berubah-ubahnya kecepatan rotor mengakibatkan berubahnya harga slip dari 100% pada saat start mesin induksi (n r = 0) menjadi 0% saat nilai n r = n s atau saat kecepatan putar medan  stator  sama  dengan  kecepatan  putar  rotor.  Hal  ini terjadi jika nilai putaran rotor lebih besar daripada nilai medan putar stator.

## Jenis Generator Asinkron
Dalam  aplikasinya  generator  induksi  dibagi  menjadi  dua jenis,  yaitu  generator  induksi  masukan  ganda  ( Doubly  Fed Induction  Generator atau  DFIG)  dan  generator  induksi berpenguat  sendiri  ( Self  Excited  Induction  Generator atau SEIG).  Pembagian  jenis  generator  ini  berdasarkan  pada sumber eksitasi generator berasal.

## Generator Induksi Masukan Ganda
Pada generator induksi masukan ganda, eksitasi diperoleh dari  jaringan  listrik  yang  telah  terpasang.  Generator  induksi jenis  ini  menyerap  daya  reaktif  dari  jaringan  listrik  untuk membangkitkan  medan  magnet  yang  dibutuhkan.  Pada generator ini, terminal keluaran generator dihubungkan dengan invereter  yang  kemudian  dihubungkan  dengan  bagian  rotor generator.
Keuntungan  dari  generator  masukan  ganda  diantaranya adalah  tegangan  dan  frekuensi  yang  dihasilkan  dapat  tetap besarnya  walaupun  kecepatan  putarnya  berubah  –  ubah. Namun  generator  induksi  jenis  ini  membutuhkan  inverter sebagai  pengatur  tegangan  pada  rotor  dan  juga  rotor  jenis kumparan  karena  generator  ini  membutuhkan  sumber  pada rotornya.  Sehingga  tidak  semua  jenis  mesin  induksi  dapat digunakan  sebagai  generator  induksi  jenis  ini.  Selain  itu  juga generator ini membutuhkan adanya jaringan listrik untuk dapat beroperasi,  karena  sumber  daya  reaktif  yang  dibutuhkan  oleh generator  berasal  dari  jaringan.  Sehingga  apabila  tidak  ada jaringan  listrik  atau  generator  lain  yang  memberikan  daya reaktif  maka  generator  jenis  ini  tidak  dapat  beroperasi.  Selain itu  jika  terjadi  gangguan  pada  jaringan  atau  blackout  jaringan generator ini juga tidak dapat beroperasi.

## Generator Induksi Berpenguat Sendiri
Pada  generator  induksi  berpenguat  sendiri,  eksitasi diperoleh  dari  kapasitor  yang  dipasang  paralel  pada  terminal keluaran  generator. Generator induksi jenis ini bekerja seperti mesin  induksi  pada  daerah  saturasinya  hanya  saja  terdapat bank kapasitor yang dipasang pada terminal statornya. Karena sumber  eksitasi  generator  ini  berasal  dari  kapasitor  yang dipasang  pada  terminalnya  maka  mesin  induksi  dengan  rotor
kumparan  maupun  sangkar  bajing  dapat  digunakan  sebagai generator induksi berpenguat sendiri.
Generator induksi jenis ini memiliki beberapa keuntungan  yaitu  tidak  membutuhkan  pengaturan  tegangan pada  rotornya,  tidak  memerlukan  inverter,  desain  peralatan yang  tidak  rumit,  harga  pembuatan  lebih  murah,  perawatan yang  diperlukan  murah  dan  tidak  sulit.  Namun  generator induksi  berpenguat  sendiri  juga  dapat  beroperasi  dalam  suatu jaringan  listrik  dan  tetap  dapat  beroperasi  walaupun  terdapat gangguan  pada  jaringan.  Oleh  karena  itu  generator  induksi berpenguat sendiri lebih fleksibel dalam pengoperasiannya.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  yang  dilakukan  bertempat  di  Tanjung  Pisot tepatnya  di  desa  Tongkaina  kecamatan  Bunaken.  Waktu penelitian  disesuaikan  dengan  kondisi  perairan  di  mana kondisi  laut  di  lokasi  penelitian  tidak  berombak  sehingga pemasangan alat dapat dikerjakan dengan baik.

## Konstruksi
Konstruksi rangka turbin yaitu poros tengah yang terbuat dari besi pipa dengan diameter berukuran 0.5 inci dan panjang 1.5 m. Poros ini dihubungkan dengan puli yang dihubungkankan dengan generator. Untuk pelindung konstruksi  dibuat  rangka  yang  berbentuk  kubus  dengan panjang  0.9  m,  lebar  0.9  m,  dan  tinggi  1.75  m.  Pada  tiap penyangga  pelindung  dihubungkan  dengan  laher  yang bertujuan  agar  turbin  berputar  tanpa  membuat  konstruksi pelindung  ikut  berputar.  Gambar  4  menunjukkan  konstruksi pembangkit yang digunakan.

## Turbin
Turbin  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  merupakan turbin  kolold.  Diameter  turbin  0.6  m,  tinggi  0.6  m,  dan  lebar penampang  turbin  0.1  m,  sehingga  didapat  luas  permukaan turbin 36 m 2 .
Sudu  yang  digunakan  terbuat  dari  kayu  besi,  dan  rangka pelindung  turbin  digunakan  besi  siku.  Bentuk  turbin  dapat dilihat pada gambar 5, sedangkan model sudu yang digunakan dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 5. Bentuk turbin Gambar 6. Bentuk sudu
Gambar 7. Sabuk dan Puli

## Sabuk dan Puli
Puli  yang  digunakan  adalah  velek  sepeda  18inci  yang memiliki  diameter  0.43  m.  Digunakan  velek  sepeda  karena ukuran puli untuk penampang tipe A yang terdapat di pasaran hanya memiliki diameter sampai 0.40 m.
Sabuk yang digunakan pada penelitian ini merupakan tipe sabuk-V  penampang  A  dengan  nomor  nominal  sabuk-V;  No. 67  dengan  panjang  1702  mm.  Bentuk  sabuk  dan  puli  dapat dilihat pda gambar 7.
Gambar 8. Keadaan turbin pada saat mulai berputar (percobaan sore 1)
Gambar 9. Keadaan turbin pada saat mulai berputar (percobaan siang)
Gambar 10. Keadaan turbin pada saat mulai berputar (percobaan sore 2)

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Percobaan Kondisi turbin
Gambar  8  menunjukkan  keadaan  turbin  saat  mulai berputar  dengan  kecepatan  arus  0.75  [m/det].  Gambar  9 menunjukkan  keadaan  turbin  saat  mulai  berputar  dengan kecepatan  arus  0.43  [m/det],  dan  gambar  10  menunjukkan keadaan turbin  saat  mulai berputar dengan  kecepatan arus  0.6 [m/det].  Percobaan 1 dan 3 dilakukan pada kondisi yang sama yaitu sore hari, dan percobaan 2 dilakukan pada siang hari.
Gambar 11. Gambar lampu mulai menyala pada percobaan siang
Gambar 12. Gambar lampu mulai menyala pada percobaan sore

## Kondisi Lampu
Untuk  percobaan  yang  dilakukan  pada  siang  hari, bagaimana  kondisi  lampu  pada  saat  dijalankan  dapat  dilihat pada  gambar  11.  Dan  untuk  percobaan  yang  dilakukan  pada sore kondisi lampu dapat dilihat pada gambar 12.

## B. Pembahasan
Pengukuran  kecepatan  arus  dilakukan  sebanyak  3  kali percobaan.  Pada  percobaan  1  yang  dilakukan  pada  sore  hari, hasil  yang  tercatat  pada stopwatch selama  4  [detik]  sehingga    
  det / 75 . 0 det 4 3 m m v   .  Pada  percobaan  2  yang dilakukan  pada  siang  hari,  hasil  yang  tercatat  pada stopwatch selama  7  [detik]  sehingga  diperoleh  kecepatan  arus  sebesar    
  det / 428 . 0 det 7 3 m m v
  dibulatkan menjadi 0.43[m/det].  Dan  pada  percobaan  3  yang  dilakukan  pada  sore hari  untuk  hari  kedua,  hasil  pengukuran  yang  tercatat  pada stopwatch selama 5 [detik] sehingga kecepatan arus diperoleh sebesar
      det / 6 . 0 det 5 3 m m v   .
Data  hasil  percobaan  dapat  dilihat  pada  Tabel  I.  Pada tabel  ini  bisa  dilihat  nilai  tegangan,  putaran,  dan  kecepatan arus pada setiap percobaan yang dilakukan.
Untuk  menghitung  besarnya  daya  listrik  yang  dihasilkan dari hasil penelitian ini, berdasarkan pada rumus berikut:
3 5 . 0 593 . 0 AV P    (4) dimana: P =  daya listrik yang dihasilkan [Watt] 0.593 =  besaran  efisiensi  berdasarkan  ketetapan Betz [ Betz Law ]  =  berat jenis air laut yaitu 1.025 [kg/m 3 ] A
=  luasan penampang piringan turbin [m 2 ] v
=  kecepatan arus [m/det]
TABEL I. DATA HASIL PERCOBAAN Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Tegangan [Volt] 1.29 0.58 0.95 Putaran [rpm] 482.5 289 393 Kecepatan Arus [m/det] 0.75 0.43 0.6
Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus (4) untuk  percobaan  pertama  diperoleh  nilai  daya  listrik  sebesar 7.7  [watt].  Pada  percobaan  kedua  diperoleh  nilai  daya  listrik sebesar 0.43 [watt], dan pada percobaan yang ketiga diperoleh daya  listrik  sebesar  5.9  [watt].  Dari  hasil  perhitungan  di  atas maka  daya  listrik  yang  diperoleh  dari  percobaan  ini  ,  yaitu sebesar 0.43 [watt] – 7.7 [watt].

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  percobaan,  dapat  disimpulkan  bahwa  pada kecepatan  arus  sebesar  289  [rpm]  sudah  menghasilkan tegangan walaupun nilai tegangannya masih kecil.
Daya  listrik  yang  diperoleh  dari  percobaan  1  dengan kecepatan  arus  laut  40.75  [m/det]  sebesar  7.7  [watt],  pada percobaan  2  dengan  kecepatan  arus  laut  0.43  [m/det]  sebesar 0.43 [watt], dan pada percobaan 3 dengan kecepatan arus laut 0.6 [m/det] sebesar 5.9 [watt].

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Supangat, “Oseanografi” ,  Pusat  Riset  Wilayah  Laut  dan Sumberdaya  Nonhayati,  Badan  Riset  Departemen  Kelautan  dan Perikanan.
[2] A. Kadir, Prof. Ir., “ Energi” , Penerbit Universitas Indonesia, 1987.
[3] A.  Pudjanarsa,  MT.,  Ir.,  dan  Djati  Nursuhud,  MSME  Prof.,  Ir., “Mesin Konversi Energi” , Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.
[4] Dj.  Marsudi, “Pembangkitan  Energi  Listrik” ,  Penerbit  Erlangga, Jakarta 2005.
[5] E.  Lister, “Mesin  dan  Rangkaian  Listrik  Edisi  Keenam” ,  Penerbit
Erlangga, Jakarta, 1993.
[6] Soebagio,  Prof.,  Dr.,  Ir., “Teori  Umum  Mesin  Elektrik” ,  Penerbit Srikandi, Surabaya, 2008.
[7] S.  Chapman, “Second  Edition  Electric  Machinery  Fundamental, McGraw-Hill International Edition” , Electrical Engineering Series.
[8] Sumanto, MA., “Mesin Sinkron; Generator Sinkron Motor Sinkron” ,
Penerbit Andi, Yogyakarta, 1992.
[9] Sularso,  dan  K.  Suga, “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” , Penerbit PT., Pradnya Paramita, Jakarta, 1983.
[10] Sulasno  Ir., “Dasar  Teknik  Konversi  Energi  Listrik  dan  Sistem Pengaturan” , Penerbit Universitas Diponegoro, Semarang, 2003.
[11] Zuhal, “Dasar  Teknik  Tenaga  Listrik  dan  Elektronika  Daya” , Penerbit Gramedia Pustaka, Jakarta, 1995.