Jurnal Energi Baru & Terbarukan, 2024, Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68
Received : 30 Mei 2024 Accepted : 5 Juni 2024 Published : 31 Juli 2024
Copyright: © 2022 by the authors. Jurnal Energi Baru dan Terbarukan (p-ISSN: 2809-5456 and e-ISSN: 2722-6719 ) published by Master Program of Energy, School of Postgraduate Studies. This article  is an open access article distributed under the terms and condition of the Creative Commons Attribution- ShareAlike 4.0 International License (CC BY-SA 4.0).

## RANCANG  BANGUN  PEMBANGKIT  LISTRIK  TENAGA BAYU (PLTB) UNTUK DAYA LAMPU NAVIGASI
Muhammad Rauf Abdillah 1 , Agus Dwi Santoso 1 , Faris Nofandi 1
1 Politeknik Pelayaran Surabaya;
Email  : Muhammadrauf656@gmail.com (M.R.A), agusbp2ipsby@gmail.com (A.D.S);
Abstrak : Listrik merupakan hal terpenting untuk penerangan. Penerangan sendiri bagian yang tidak terlepas  dari  kehidupan  manusia,termasuk  di  dunia  pelayaran.  Pada  peraturan  dunia  pelayaran Peraturan Pencegahan Tubrukan di Laut (P2TL) bagian C. Sering terjadi juga saat Auxiliary engine (AE) terdapat masalah saat malam hari maka aliran listrik tidak di distribusikan ke lampu navigasi. Oleh karena itu diperlukan sumber energi lain untuk memasok ke lampu navigasi yaitu energi terbarukan dari angin atau Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB). PLTB merupakan salah satu energi terbarukan yang bersumber dari energi angin, cocok digunakan dikapal dikarena potensi angin yang tinggi dan stabil.  Namun  pemilihan  turbin  untuk  PLTB  haruslah  cocok  dengan  kondisi  yang  akan  digunakan. Karena  faktor  tersebut  penulis  membuat  PLTB  dengan  tipe  turbin  horizontal  3  sudu  yang  mampu memaksimalkan energi angin. Metode yang digunakan yaitu perancangan sistem untuk mengetahui distribusi daya dari sumber sampai ke beban dan perancangan alat hal ini digunakan untuk mengetahui hardware yang digunakan. PLTB untuk daya lampu navigasi menghasilkan rata-rata 3,39 V, 0,37 A, dan 1,38 W dengan ukuran input ke baterai sebesar spesifikasi itu mampu mengankat beban lampu DC 12/24 V. Dengan menggunakan PLTB yang mencakup sensor arus dan tegangan untuk lampu navigasi, sistem dapat memasok daya dengan efisien dan mampu menganalisis daya yang dihasilkan.

## Kata Kunci : PLTB,Lampu navigasi,Turbin horizontal
Abstract : Electricity is the most important thing for lighting. Lighting itself is an inseparable part of human  life,  including  in  the  world  of  shipping.  In  the  shipping  regulations  of  the  Prevention  of Collisions at Sea (P2TL) Part C. It also often happens that when the Auxiliary engine (AE) has a problem at night, the electricity is not distributed to the navigation lights. Therefore, another energy source is needed to supply navigation lights, namely renewable energy from wind or Wind Power Plant (PLTB). PLTB is one of the renewable energy sourced from wind energy, suitable for use on ships due to high and stable wind potential. However, the selection of turbines for wind power plants must be suitable for the conditions to be used. Because of these factors, the author makes a wind power plant with a 3- bladed horizontal turbine type that is able to maximize wind energy. The method used is system design to determine the distribution of power from the source to the load and the design of this tool is used to determine the hardware used. The wind power plant for navigation lights produces an average of 3.39
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991
V, 0.37 A, and 1.38 W with the size of the input to the battery as large as the specification that is able to lift 12/24 V DC lamp loads. By using a complete package that includes current and voltage sensors in the design of a wind farm for navigation lights, the system can supply power efficiently and is able to analyze the power generated.

## Keywords : PLTB, Navigation lights, Horizontal turbine

## 1. Pendahuluan
1.1   Latar belakang
Listrik  merupakan  hal  terpenting  dari  berbagai  pencakupan  teknologi,  salah  satunya  untuk penerangan atau pengaliran listrik ke lampu (Ardiyanto, Rachmanto and Zainal ). Penerangan sendiri bagian yang tidak terlepas dari kehidupan manusia,termasuk di dunia pelayaran. Pada peraturan dunia pelayaran Peraturan Pencegahan Tubrukan di Laut (P2TL) bagian C menjelaskan tentang penerangan dan sosok benda (Supriyono and Subandrijo). Pada bagian ini dijelaskan tentang penerangan sangatlah penting  dalam  dunia  pelayaran.Lampu-lampu  navigasi  pada  kapal  haruslah  berfungsi  dengan  baik, jika salah satunya tidak berfungsi rentan terhadap tubrukan di laut. Lampu navigasi dikapal berfungsi dengan baik jika aliran listrik dari Auxiliary Engine (AE) dapat memaksimalkan aliran listrik. Sering terjadi  juga  saat  AE  terdapat  masalah  saat  malam  hari  maka  aliran  listrik  tidak  di  distribusikan  ke lampu  navigasi.  Oleh  karena  itu  diperlukan  sumber  energi  lain  untuk  memasok  ke  lampu  navigasi yaitu energi terbarukan dari angin atau Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB).
PLTB adalah solusi pilihan yang menjanjikan dalam beberapa tahun terakhir.Untuk memenuhi kebutuhan energi di berbagai sektor,termasuk di dunia pelayaran. Turbin angin menggunakan energi angin untuk menghasilkan listrik dengan cara yang bersih dan berkelanjutan. Daya yang dihasilkan dari  PLTB  pastinya  mampu  mengangkat  beban  penerangan  yang  ada  dikapal.  Karena  angin  yang berada  di  laut  mempunyai  potensi  angin  yang  kuat  dan  lebih  konsisten  (Habibie,  Sasmito  and Kurniawan). Pengembangan dan pengoperasian PLTB ini difokuskan untuk menganalisa tentang jenis turbin,luas baling-baling,dan kecepatan angin yang memiliki efek tinggi dalam pengoperasian PLTB ( Almukhtar ).
Oleh karena itu penelitian ini menggunakan PLTB sebagai pengganti sumber daya listrik dari AE untuk mencegah ada permasalahan yang tiba-tiba terjadi.PLTB ini akan menggunakan jenis turbin sumbu horizontal dengan beban lampu sebagai penerangan.

## 2. Kajian Teori

## 2.1 Energi Terbarukan
Energi terbarukan adalah sumber-sumber energi yang bisa habis secara alamiah ( Silitonga and Ibrahim)Artinya sumber energi tidak terbatas dan dapat dipulihkan dengan cepat atau alami. Berbeda dengan sumber energi fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam, jumlahnya terbatas dan tidak dapat diperbarui dengan cepat (Hamdi).

## 2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
PLTB  (Pembangkit  Listrik  Tenaga  Bayu)  adalah  sistem  pembangkit  yang  terdiri  dari  satu  atau banyak  turbin  angin  dan  istilah  ini  umunya  digunakan  untuk  pembangkitan  listrik  skala  besar
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991
(Pakpahan,  Sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin).Energi  angin  merupakan  salah  satu  sumber energi terbarukan,ET (RE-renewable source of energi), tersedia melimpah dalam alam dan merupakan sumber  nergi  yang  dapat  dikonversi  menjadi  energi  bermanfaat  bagi  manusia.Dalam  pemanfaatan energi  angin  sebagai  sumber  energi,khususnya  untuk  penggerak  mekanik  dan  pembangkit  listrik, kecepatan angin untuk mengoperasikan sebuah kincir angin maupun turbin angin umumnya berada dalam kisaran2,0 m/det hingga 3,5 m/det, dan lebih dari nilai ini dapat merusak kincir atau turbin angin tersebut  (Pakpahan,  Sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin).  Dalam  pembuatan  produk  ini menggunakan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Bayu  (PLTB)  tipe  Horizontal.  Turbin  PLTB  horizontal merupakan salah satu jenis turbin angin sumbu horizontal (Yani). Pada turbin ini, bilah rotor dipasang pada  sumbu  yang  sejajar  dengan  arah  datangnya  angin  (Nahkoda  and  Saleh).  Ketika  angin  bertiup melalui bilah rotor, mereka memutar turbin di sekitar sumbu horizontal.

## Gambar 1.1 Tipe baling – baling horizontal untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu

## 2.1.2 Potensi Angin
Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki banyak sumber energi, salah satunya energi angin.  Karakteristrik  geografis  Indonesia  yang  merupakan  negara  kepulauan  dan  salah  satu  negara yang berada di khatulistiwa merupakan faktor yang berpotensi melimpahnya energi angin tersebut. Potensi energi angin di Indonesia cukup memadai, karena kecepatan angin rata-rata berkisar antara 3,5 sampai 7 m/det ( Ulinuha and Widodo). Penerapan penelitain ini akan dominan menggunakan potensi angin laut.Angin  laut  terjadi  pada  siang  hari,  karena suhu  di  darat  lebih  tinggi  karena pantulan panas matahari  merenggangkan  udara  di  daratan ( Bachtiar and Hayattul).

## 3. Metode
Pada penelitian kali ini menggunakan metode Research  and  Development (R&D)  adalah  cara  untuk membuat  produk  tertentu  dan  menguji  keefektifan produk  tersebut.  Produk  ini  tidak  selalu  benda atau    perangkat    keras,    seperti  buku,  alat    tulis,    dan    alat  pembelajaran    lainnya,  tetapi    juga    bisa pengembangan pada  software. (Husda, Suhardi and Sukati).
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991

## 3.1 Perancangan Sistem

## Gambar 3.1 Blok Diagram Alur Sistem Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
Dari  Diagram  diatam  terdapat  3  komponen  yaitu  input,process,output.Input  dari  blok  diagram tersebut adalah energi angin yang menggerakan turbin untuk berputar.Process yang berjalan dari PLTB adalah  generator  yang  menghasilkan  energi  listrik.Output  sisitem  tersebut  Energi  listrik  yang dihasilkan dapat dikontrol oleh windcontrol lalu disimpan di batre untuk daya beban lampu navigasi.

## 3.2 Perancangan Alat
Pada model perancangan ini didesain secara 3D sistem agar mudah dipahami saat melakukan perancangan  hardware.Pemodelan  ini  menggunakan  aplikasi  tinkercad  yang  dapat  dilihat pada gambar 3.2
.

## Gambar 3.2  Design 3D Perancangan Alat
Turbin three blade digunakan pada PLTB karena cocok untuk menangkap angin dan mudah disesuaikan dengan kebutuhan beban (Pramesti). Generator dipasangkan ke turbin untuk mengubah energi mekanik dari rotor yang diputar oleh turbin menjadi energi listrik. WindControl adalah sistem kontrol  pada  turbin  angin  yang  mengatur  operasi  turbin  berdasarkan  kondisi  angin  untuk memaksimalkan produksi energi dan menjaga keandalan operasional PLTB. Baterai digunakan untuk menyimpan daya yang dihasilkan oleh PLTB, dan lampu navigasi digunakan sebagai penerangan di kapal.
Angin
Turbine Generator WindControl Batre Beban Turbin Generator Anemometer WindControl Lampu Batre
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991
4. Pembahasan
4.1 Hasil Gambar 4.1 Pengujian Alat PLTB
Tabel 4.1 Hasil Pengujian PLTB Jam Kecepatan Angin (m/s) Tegangan (V) Arus (A) Baterai (V) 06.05 1,09 1,24 0,22 11,52 07.00 1,92 2,31 0,27 11,57 08.00 1,54 2,16 0,3 11,65 09.00 1,62 2,28 0,3 11,78 10.00 2,65 3,72 0,27 12,04 11.00 2,31 3,17 0,12 12,16 12.00 2,54 3,78 0,43 12,34 13.00 2,64 3,83 0,52 12,5 14.00 3,05 4,59 0,56 12,59 15.00 2,73 4,27 0,6 12,65 16.00 2,89 4,51 0,53 12,54
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991
Gambar 4.2 Grafik Data Rata-Rata PLTB

## 4.2 Analisis
4.2.1 Faktor Kecepatan Angin dan Tegangan
Pada Tabel Kecepatan Angin sangat mempengaruhi tegangan masuk dapat diambil contoh saat kecepatan angin paling rendah 1,09 m/s tegangan yang masuk 1,24 volt dan   kecepatan angin paling tinggi 3,05 m/s tegangan yang masuk 4,59 volt.

## 4.2.2 Faktor Kecepatan Angin  dan Arus
Pada tabel arus pada jam 13.00 arus masuk 0,52 A dan kecepatan angin 2,64 m/s.Pada pukul 17.00 arus masuk sebesar 0,48 A dan kecepatan angin 2,73 A.Dalam dua contoh ini menjelaskan kecepatan angin tidak mempengaruhi arus yang masuk.

## 4.2.3 Faktor Arus dan Baterai
Gambar 4.3 Perbandingan Arus dan Baterai
0 2 4 6 8 10 12 14 06.05 07.00 08.00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 17.30 Data Rata-Rata Kecepatan Angin Tegangan (volt) Arus (A) Baterai (volt) 0.22 0.27 0.30 0.31 0.27 0.12 0.43 0.52 0.56 0.60 0.53 0.48 0.32 11.52 11.57 11.65 11.78 12.04 12.16 12.34 12.50 12.59 12.65 12.54 12.55 12.47 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 06.05 07.00 08.00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 17.30

## P E R B A N D I N G A N  A R U S   D A N   B AT E R A I
Arus (A) Baterai (volt)
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991
Pada  gambar  terdapat  perbandingan  terbalik  antara  arus  dan  baterai.Perbandingan  ini menjelaskan  jika  baterai  belum  terisi  penuh  maka  arus  akan  semakin  naik  dan  jika  baterai  sudah hamper terisi penuh maka arus akan semakin terus menurun

## 4.2.4 Aanlisis dan Menghitung Daya PLTB
Untuk menghitung daya yang dihasilkan PLTB maka mebutuhkan data rata-rata dari tegangan dan arus pada tabel 4.7.Dan dapat dirumuskan :
P = I × V                                                                                                                                    (4. 1)
Keterangan :  P  = Daya(watt)
I  = Arus (Ampere) V = Tegangan (Volt)
Hasil dari perhitungan tegangan di kali dengan arus untuk menghasilkan daya dapat dilihat pada tabel

## Tabel 4.2
Hasil Perhitungan Daya Yang Di Hasilkan
Pada tabel diatas dapat dianalisa jika daya berbanding lurus dengan teganagn dan arus.PLTB rata-rata menghasilkan 1,34 W.

## 5. Kesimpulan
1. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB ) Untuk Daya Lampu Navigasi di desain menggunakan tiga baling-baling horizontal dan menggunakan generator 12 V.
2. Tegangan rata – rata yang dihasilkan sebesar 3,26 V, arus rata -rata yang dihasilkan  sebesar 0,37 A, dan daya yang dihasilkan sebesar 1,34 W
3. Pada  perancangan  PLTB  kecepatan  angin  mempengaruhi  tegangan  yang  masuk  semakin tinggi kecepatan angin semakin besar tegangan yang masuk.Sedangkan besar kecil nya arus dipengerahui kecepatan angin dan kapasitas baterai yang terisi.
Jam Tegangan (V) Arus (A) Daya(W) 06.05 1,24 0,22 0,27 07.00 2,31 0,27 0,62 08.00 2,16 0,3 0,65 09.00 2,28 0,3 0,68 10.00 3,72 0,27 1,00 11.00 3,17 0,12 0,38 12.00 3,78 0,43 1,63 13.00 3,83 0,52 1,99 14.00 4,59 0,56 2,57 15.00 4,27 0,6 2,56 16.00 4,51 0,53 2,39 Rata-Rata 3,26 0,37 1,34
Vol. 5, No. 2, pp 61 – 68 doi: 10.14710/jebt.2024.22991

## Daftar Pustaka
Almukhtar  ,  Ali  H.  “Effect  of  drag  on  the  performance  for  an  efficient  wind  turbine  blade  design.” Energy procedia (2014): 404-415.
Bachtiar  ,  Antonov  dan  Wahyudi  Hayattul.  “Analisis  Potensi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  AnginPT.
Lentera  Angin  Nusantara  (LAN)  Ciheras.”  JURNAL  TEKNIK  ELEKTRO  ITP  (2018):  35-45. Document.
Silitonga  ,  Arridina  Susan  dan  Husin  Ibrahim.  Buku  Ajar  Energi  Baru  Dan  Terbarukan.  Yogyakarta: Deepublish, 2020. E-Book.
Ulinuha,  Agus  dan  Wahyu  Adi  Widodo.  “Rancang  Bangun  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  Skala Mikro.” University Research Colloquium (2018): 128-135. Document.
Ardiyanto, Erfan Dimas , et al. Optimalisasi Daya Fotovoltaik dengan Reflektor Ganda. Sumedang: Mega Press Nusantara, 2022. E-Book.
Habibie, M. Najib , Achmad Sasmito dan , Roni Kurniawan. “KAJIAN POTENSI ENERGI ANGIN.”
Jurnal Meteorologi dan Geofisika (2011): 181-187. Document.
Hamdi. Energi Terbarukan. Jakarta: Prenada Media, 2016. E-Book.
Husda, Nur Elfi , et al. Metodologi Penelitian: Kualitatif, Kuantitatif dan Research and Development (R&D).
Batam: UPB Press, 2023.
Nahkoda,  Yusuf  Ismail  dan  Choirul  Saleh.  “PEMBANGKIT  LISTRIK  TENAGA  ANGIN  SUMBU VERTIKAL  UNTUK  PENERANGAN  RUMAH  TANGGA  DI  DAERAH  PESISIR  PANTAI.” INDUSTRI INOVATIF 7 (2017): 202-28.
Pakpahan, Sahat . Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Yogyakarta: Penerbit Andi, 2023. E-book.
—. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Yogyakarta: Penerbit Andi, 2023. E-Book.
Pramesti,  Yasinta  Sindy  .  “Analisa  pengaruh  sudut  sudu  terhadap  kinerja  turbin  kinetik  poros horisontal dan vertikal.” Jurnal Mesin Nusantara (2018): 2018. Documment.
Supriyono,  Hadi  dan  Djoko  Subandrijo.  COLREG  1972  dan  Dinas  Jaga  Anjungan.  Yogyakarta:
Deepublish, 2017. E-Book.
Yani,  Ahmad  .  “Studi  EksperimentalPengaruhJumlah  Sudu  Turbin  Angin  Tipe  Propeller  Terhadap Daya  Output  PadaPembangkit  Listrik  Tenaga  Angin(Sebagai  Alternatif  Pembangkit  Listrik Daerah Pesisir Pantai).” Jurnal Juara, Aktif, Global, Optimis STTI Bontang (2021): 39-44. Document.