## JEPCA
Journal of Electrical Power Control and Automation, 2(1), Juni 2019, 16-20 Program Studi Teknik Listrik Universitas Batanghari
ISSN 2621-556X (Online) DOI 10.33087/jepca.v2i1.25
Generator DC 12 VOLT dengan Kapasitas 270 Watt untuk PLTMH Dijalan Bintara Sungai Duren Kecamatan Jambi Luar Kota Kabupaten Muara Jambi
Myson 1 , Anwar Aritonang 2
1,2 Teknik Listrik, Fakultas Teknik, Universitas Batanghari Correspondence email: myson_ade1@yahoo.com; erikajulianti5@gmail.com
Abstrak .  Kebutuhan energi listrik meningkat setiap tahun, sehingga pemanfaatan sumber energy terbarukan diperlukan    sebagai sumber  energi  alternatif.  Untuk  memproleh  daya  yang  besar    maka  dipilih  generator  DC    magnet  permanen,  generator  magnet permanen  mempunyai    efisiensi  baik  pada  putaran    rendah  dan  turbin  cros  flow  dapat  bekerja  pada  debit  yang  tidak  terlalu tinggi.Generator  DC  digunakan  sebagai  pembangkit  PLTMH  dengan  skala  kecil  yang  meggunakan  tenaga  air  sebagai penggeraknya. Pembangkit Mikrohidro skala kecil ini bisa menghasilkan daya sebesar 270 watt dengan tegangan yang keluar dari generator 12-18 Volt.
Kata Kunci : Pemanfaatan Generator Magnet Permanet 12 V; Rotor,Stator,Pulley
Abstract. Electricity energy needs are increased annually, so utilization of renewable energy sources is required as an alternative source  of  energy.  To  Progood  Power  then  selected  DC  Permanent  Magnet  generator,  permanent  magnet  generator  has  good efficiency in low round and the Cros flow turbine can work on not too high discharge. The DC Generator is used as a small scale PLTMH plant that uses hydropower as its movement. This small-scale Microhydro generator can generate 270  watts of power with the voltage coming out of the 12-18 Volt generator.
Keywords: utilization of the magnetic Generator Permanet 12 V; Rotor, Stator, Pulley

## PENDAHULUAN
Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH), adalah  suatu  pembangkit  listrik  skala  kecil  yang menggunakan  tenaga  air  sebagai  tenaga  penggeraknya seperti,  saluran  irigasi,  sungai  atau  air  terjun  alam dengan  cara  memanfaatkan  tinggi  terjunan  (head)  dan jumlah  debit  air.  Mikrohidro  merupakan  sebuah  istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen  utama  yaitu  air  (sebagai  sumber  energi), turbin dan generator
Mikrohidro  mendapatkan  energi  dari  aliran  air yang  memiliki  perbedaan  ketinggian  tertentu.  Pada dasarnya,  mikrohidro  memanfaatkan  energi  potensial jatuhan  air  ( head ).  Semakin  tinggi  jatuhan  air  maka semakin  besar  energi  potensial  air  yang  dapat  diubah menjadi energi listrik [1].
Di  samping  faktor  geografis  (tata  letak  sungai), tinggi  jatuhan  air  dapat  pula  diperoleh  dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi.  Air  dialirkan  melalui  sebuah  pipa  pesat  kedalam rumah  pembangkit  yang  pada  umumnya  dibagun  di bagian  tepi  sungai  untuk  menggerakkan  turbin  atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik  yang  berasal dari putaran  poros  turbin  akan  diubah  menjadi  energi  listrik oleh sebuah generator.[1]
PLTMh  baiknya  digunakan  pada  daerah  yang mempunyai  syarat  sebagai  berikut:  potensi  energi  air yang  melimpah  dan  terdapat  beda  tinggi  air  di  suatu
wilayah  atau  alur  sungai,  baik  berupa  terjunan,  alur sungai  yang  curam  atau  aliran  air  sungai  yang  bisa dibendung, maka disitu dapat dibangun PLTMH.
Pembangkitan listrik mikrohidro adalah pembangkitan listrik dihasilkan oleh generator listrik DC atau  AC[2].  Mikrohidro  hanyalah  sebuah  istilah.  Mikro artinya  kecil  sedangkan  Hidro  artinya  air.  Dalam prakteknya  istilah  ini  tidak  merupakan  sesuatu  yang baku  namun  Mikro  Hidro,  pasti  menggunakan  air sebagai sumber energinya [3].
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH),  juga  mempunyai  suatu  kelebihan  dalam  hal biaya  operasi  yang  rendah  jika  dibandingkan  dengan Pembangkit  Listrik  seperti  Pembangkit  Listrik  Tenaga Diesel (PLTD), Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan  Pembangkit  Listrik  lainnya  karena  Mikro  Hidro memanfaatkan  energi  sumber  daya  alam  yang  dapat diperbarui,  yaitu  sumber  daya  air.  Dengan  ukurannya yang  kecil  penerapan  Mikro  Hidro  relatif  mudah  dan tidak  merusak  lingkungan.  Rentang  penggunaannya cukup luas, terutama untuk menggerakkan peralatan atau mesin-mesin  yang  tidak  memerlukan  persyaratan stabilitas tegangan yang akurat [3].
PLTMH  adalah  termasuk  dalam  kategori  PLTA (Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air),  karena  prinsip  kerja dan  cara  pembuatan  PLTMH  tersebut  sama  dengan PLTA umumnya. PLTMH juga dapat dikatakan sebagai PLTA  berkapasitas  kecil.  Akhir  -  akhir  ini  di  dunia, termasuk negara-negara maju, banyak terdapat pembangunan  PLTA  berkapasitas  kecil.  Pembagian
Myson  dan  Anwar  Aritonang,  Generator  DC  12  VOLT  dengan  Kapasitas  270  Watt  untuk  PLTMH  Dijalan  Bintara  Sungai Duren Kecamatan Jambi Luar Kota Kabupaten Muara Jambi
PLTA  dengan  kapasitas  kecil  pada  umumnya  adalah sebagai berikut:
 PLTA Mikro < 100 kW
 PLTA Mini 100 - 999 kW
 PLTA Kecil 1000 - 10000 kW

## Tujuan Umum Pembangkit Tenaga Mikrohidro
Pembangkitan listrik mikrohidro adalah pembangkitan listrik dihasilkan oleh generator listrik DC atau AC[2]. ]Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya  kecil  sedangkan  Hidro  artinya  air.  Dalam prakteknya  istilah  ini  tidak  merupakan  sesuatu  yang baku  namun  Mikro  Hidro,  pasti  menggunakan  air sebagai sumber energinya [3].
Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit  listrik  tenaga  listrik  mikrohidro  adalah sebagai berikut [4.]
1. Dibandingkan  dengan  pembangkit  listrik  jenis  yang lain,  PLTMH  ini  cukup  murah  karena  menggunakan energi alam.
2. Memiliki  konstruksi  yang  sederhana  dan  dapat dioperasikan  di  daerah  terpencil  dengan  tenaga terampil  penduduk  daerah  setempat  dengan  sedikit latihan.
3. Tidak menimbulkan pencemaran.
4. Dapat  dipadukan  dengan  program  lainnya  seperti irigasi dan perikanan.
5. Dapat  mendorong  masyarakat1  agar  dapat  menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.

## Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Prinsip  dasar  mikrohidro  adalah  memanfaatkan energi  potensial  yang  dimiliki  oleh  aliran  air  pada  jarak ketinggian  tertentu  dari  tempat  instalasi  pembangkit listrik.Sebuah  skema  mikrohidro  memerlukan  dua  hal yaitu,  debit  air  dan  ketinggian  jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkan.
Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan  dari  daya  yang  dihasilkan  (Pnet)  ditambah dengan  faktor  kehilangan  energi (loss) dalam  bentuk suara atau panas. [4].
Daya  yang  dihasilkan  merupakan  perkalian  dari daya  yang  masuk  dikalikan  dengan  efisiensi  konversi (Eo).
Pnet = Pgross ×Eo kW
Daya  kotor  adalah  head  kotor  (Hgross)  yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah  faktor  gravitasi  (g  =  9.8),  sehingga  persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah :
Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW
Gambar 1. Prinsip Kerja PLTMH

## Potensi Tenaga Air
Dalam  PLTA,  potensi  air  dikonversikan  menjadi tenaga  listrik.  Mula-mula  potensi  tenaga  air  dikonversi menjadi  tenaga  mekanik  untuk  memutar  turbin, kemudian  turbin  akan  memutara  generator  yang  dapat menghasilkan listrik  [1].
Gambar 2 . Prinsip Kerja PLTA
Adapun  persamaan  atas  Daya  yang  dibangkitkan generator yang diputar oleh Turbin Air adalah:
Ρ = k . η . H . q . [kW] dimana:
P = daya [kW] H = tinggi air terjun (meter) q = debit air [m³/detik] η = efesiensi turbnin bersama    generator
k = konstanta
Konstanta  (k)  dihitung  berdasarkan  pengertian bahwa  1  daya  kuda  =  75  kgm/detik  dan  1  daya  kuda  = 0,736  kW  sehingga  apabila  P  ingin  dinyatakan  dalam kW,  sedangkan  tinggi  air  terjun  (H)  dinyatakan  dalam meter dan debit air (q) dalam m³/detik, maka:

## Konstans k
= 𝑚 3 𝑑𝑒𝑡 𝑥 1000𝑘𝑔 𝑚 3 𝑥 𝑚 𝑥 1dk 75 kgm det x 0,736 kw dk = 9,813
Myson  dan  Anwar  Aritonang,  Generator  DC  12  VOLT  dengan  Kapasitas  270  Watt  untuk  PLTMH  Dijalan  Bintara  Sungai Duren Kecamatan Jambi Luar Kota Kabupaten Muara Jambi

## Generator
Generator adalah suatu sistem yang menghasilkan tenaga  listrik  dengan  masukan  tenaga  mekanik.  Jadi disini  generator  berfungsi  untuk  mengubah  tenaga mekanik menjadi tenaga listrik yang mempunyai prinsip kerja sebagai berikut: [5]
Rumus perhitungan generator P = V.I I = P/V
Keterangan P = Daya (Watt) V = Arus I = Tegangan (Volt)

## METODE

## Tempat dan Waktu
Perancangan  alat  di  lakukan  di  benkel  fakultas teknik listrik universitas batanghari jambi dan ditempat.
Diagram Alur
Gambar 3 . Alur Bagan Proses

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Layout

## Layout PLTMH
Gambar 5. Perencanaan Generator Untuk PLTMH
Keterangan:
Disini  kita  menggunakan  Generator  DC  12-18 Volt  ,  15  Amper  Dengan  type  Generator  Permanen
Megnet Spesifikasi: Non Gerabox Speed : 500-1000 Rpm Output : DC 12-18 Volt Arus : 15 Amper Dimensi Body   : Panjang 10,5   Cm  x  8,5 Cm

## Penempatan Generator
Generator  Diletakan  di  atas  meja  yang  sudah bentuk  dari  plat  besi.  Pembuatan  clam  befungsi  untuk menahan  generator  agar  tidak  mudah  goyang  karna tarikan  V-belt  yang  terikat  dari  Polly  Turbin,  ukuran polly  yang  digunakan  generator  2  inc  dan  untuk  turbin 11 inc dengan panjang V-belt 74 cm.
Gambar 6. Penempatan   Generator Untuk PLTMH

## Hasil Pengujian

## Pengujian Generator

## Tanpa Beban
Pengujian  yang  dilakukan  bertujuan  untuk menguji  keluaran  Generator  pada  saat  tidak  ada  beban sehingga  akan  terlihat  karakteristik  murni  dari  keluaran Generator.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  variasi putaran Generator.
Tabel 1. Pengujian Tanpa  beban No Head Rpm Tegangan Output Generator 1 20 cm 540 12 V 2 34 cm 642 14 V 3 51 cm 790 16 V
Myson  dan  Anwar  Aritonang,  Generator  DC  12  VOLT  dengan  Kapasitas  270  Watt  untuk  PLTMH  Dijalan  Bintara  Sungai

## Duren Kecamatan Jambi Luar Kota Kabupaten Muara Jambi
Dari pengujian yang dilakukan diperoleh tegangan Output generator seperti tabel 4.1 tabel ini menunjukkan semakin  besar  putaran  generator      maka  semakin  besar tegangan yang di proleh.
Gambar 7. Grafik Hubungan  Putaran Generator  Terhadap Tegangan
Pada Gambar diatas menunjukkan bahwa kecepatan  Generator  540  Rpm  dengan  tegangan  outpu DC 12 Volt. Pada kecepatan 790 Rpm Tegangan Output DC  16  Volt,  maka  semakin  tinggi  putaran  rotor  (Rpm) maka  semakin  tinggi  outpunya.  Tengangan  Output merupakan keluaran dari Generator.

## Berbeban
Pengujian  yang  di  lakukan  pada  generator  DC adalah  pengujian  berbeban  hasil  pengujian  adalah sebagai berikut:
Tabel 2. Pengujian Generator Berbeban No Head Rpm Daya Lampu Arus Tegangan 1 20 cm  540 100 W 8,9 11,2 V 2 34 cm  642 100 W 7,6 13,1 V 3 51 cm  790 100 W 6,4 15,5 V
Pengujian  dilakukan  dengan  menentukan  daya lampu  yang  akan  digunakan  sebagai  beban  generator. Pembebanan  100  watt  yang  diberikan  mengakibatkan penurunan tegangan output generator sehingga arus yang mengalir  semakin  rendah,  Nilai  arus  yang  mengalir dipengaruhi  dengan  oleh  tegangan  nya.  Nilai  tengannya ini lah yang terkait dengan putaran Generator.
Gambar 8. Grafik Daya Tehadap Tegangan dan Arus
Pada  Gambar  diatas  Pada  saat  dibebani  100  watt tegangan  yang  dihasilkan  11,2  Volt  dengan  arus  yang mengalir  8,9  A  dengan  putaran  540  Rpm  .  Ketika diberikan  beban  100  watt  tegangan  yang  dihasilkan adalah  13,1  Volt  dengan  Arus  yang  mengalir  7,6  A dengan  kecepatan  642    Rpm.  Dan  ketika  dibebani  100 watt  dengan  tegangan  15,5  Volt  dengan  arus  yang mengalir 6,4 A

## SIMPULAN
Pemanfaatan  Generator  DC  untuk  pembangkit mikrohidro  (PLTMH)  dengan  memvariasikan  hasil pengujian  tanpa  beban.  Ketinggian (Head) ,  RPM Generator  dan  Tegangan  Output  Generator,  maka  di dapat hasil pengujian sebagai berikut:
Tabel 3. Pengujian Tanpa  beban N o Head Rpm Tegangan Output Generator 1 20 cm 540 12 V 2 34 cm 642 14 V 3 51 cm 790 16 V
Tabel  ini  menunjuk  kan  semakin  besar  putaran generator  maka  semakin  besar  tegangan  yang  di  proleh, hubungan  antara  putaran  dan  tegangan  output  dapat dilihat pada tabel 3.
Pengujian berbeban ini dilakuakn dengan menentukan  daya  lampu  yang  akan  digunakan  sebagai beban generator. Hasil pengujian adalah sebagai berikut:
Tabel 4. Pengujian Generator Berbeban No Head Rpm Daya Lampu Arus Tegangan 1 20 cm  540 100 W 8,9 11,2 V 2 34 cm  642 100 W 7,6 13,1 V 3 51 cm  790 100 W 6,4 15,5 V
Pembebanan  yang  diberikan  mengakibatkan penurunan tegangan output generator sehingga arus yang mengalir  semakin  tinggi,  Nilai  arus  yang  mengalir dipengaruhi  dengan  oleh  tegangan  nya.  Nilai  tengannya ini lah yang terkait dengan putaran Generator.

## Saran
1. Saat melakukan survei lapangan persiapkan alat ukur yang  memadai  untuk  mendukung  pengambilan  data yang tepat.
2. Pemanfaatan PLTMH dapat menjadi sarana pembelajaran  yang  bagus  untuk  masyarakat  oleh karna  PLTMH  menafaatkan  energi  lingkungan sekitar untuk mencukupi kebutuhan listrik.
3. Pemanfaatan  generator  DC  untuk  PLTMH  belum sempurna sehingga butuh perbaikan agar pemanfaatan  generator  untuk  pembangkit  PLTMH bekerja dengan baik
540 642 790 12 14 16
20 cm 34 cm 51 cm Pengujian Tanpa Beban RPM Generator Tegangan Output Generator 0 200 400 600 800 1000 20 cm 34 cm 51 cm RP M Head (Ketinggian) Tegangan Arus RPM Generator
Myson  dan  Anwar  Aritonang,  Generator  DC  12  VOLT  dengan  Kapasitas  270  Watt  untuk  PLTMH  Dijalan  Bintara  Sungai Duren Kecamatan Jambi Luar Kota Kabupaten Muara Jambi

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Jack,  Fritz.1984,  Small  and  Mini  Hydropower
System, McGraw-Hill, New York,.
[2]  Djiteng Marsudi 2005 Pembangkitan Energi Listrik, Balai  Penerbit  Humas  ISTN  Bhumi  Serengseng Indah.
[3]https://www.kajianpustaka.com/2016/10/pembangkit- listrik-tenaga-mikro-hidro.html
[4]  https://insyaansori.blogspot.com
[5]  http://elektro-unimal.blogspot.com/2013/05/jenis- generator-dc.html
[6]  Ardinathasanjaya,  2017/04/28,  Generator  AC  and DC, Semarang