Perancangan Generator Induksi 1 Fase Tereksitasi Diri Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro di Daerah Terpencil

Abstract

Persoalan krisis energi listrik merupakan salah satu persoalan besar yang dihadapi oleh negara Indonesia. Ketidakseimbangan antara peningkatan kebutuhan daya listrik dengan peningkatan kapasitas pembangkit mengakibatkan adanya defisit energi listrik. Selain itu, masih banyak daerah-daerah terpencil yang belum tersentuh oleh program elektrifikasi akibat tidak terjangkaunya daerah tersebut oleh infrastruktur kelistrikan yang ada. Di sisi lain, daerah-daerah terpencil tersebut sebenarnya menyimpan potensi tenaga air yang dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Di daerah seperti itu lebih cocok dibangun pembangkit listrik berkapasitas kecil tetapi jumlah unitnya banyak, menyesuaikan dengan persebaran rumah penduduk. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mengembangkan suatu pembangkit listrik skala kecil yang mudah pembuatannya, mudah pengoperasiannya, mudah perawatannya dan harganya juga murah. Dalam penelitian ini akan dikembangkan suatu prototipe pembangkit listrik skala kecil yang memanfaatkan tenaga air. Pembangkit tersebut didesain menggunakan generator induksi tereksitasi diri dan tidak terhubung dengan jalajala

listrik Untuk mencapai tujuan tersebut kegiatan penelitian pada tahun pertama akan diawali dengan melakukan pengujian parameter mesin induksi 1 fase berdaya kecil yang akan difungsikan sebagai generator induksi tereksitasi diri. Setelah itu dilakukan pemodelan matematis berdasarkan hasil pengujian parameter tersebut. Simulasi terhadap model tersebut dilakukan dengan memvariasi kecepatan mesin, nilai kapasitor eksitasi, dan besar beban dengan harapan akan diketahui hubungannya terhadap tegangan dan frekuensi generator induksi. Setelah itu akan dilakukan perancangan seperangkat kontroller yang mengatur variabel-variabel kontrol agar diperoleh ouput generator yang berkualitas baik. Untuk mengamati unjuk kerja hasil perancangan kontroller maka ditahap awal akan dilakukan pengujian berbasis simulasi terlebih dahulu. Setelah diperoleh konfigurasi kontroller yang terbaik, baru ditindaklanjuti dengan pembuatan hardware dari kontroller tersebut. Setelah itu dilakukan pengujian unjuk kerja kontroler secara riil dengan cara menghubungkannnya ke generator induksi dan dilakukan berbagai variasi. Penyempurnaan terus dilakukan sampai diperoleh hasil sesuai dengan harapan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran kapasitor akan mempengaruhi besarnya tegangan yang dibangkitkan oleh generator induksi. Semakin besar kapasitornya maka semakin besar juga tegangan yang dibangkitkan. Agar dapat menghidupkan beban listrik rumah tangga berdaya sampai 440 watt dibutuhkan kapasitor sebesar 32 µF. Frekuensi generator induksi sangat ditentukan oleh kecepatan putar generator. Untuk menghasilkan frekuensi ± 50 Hz, generator induksinya harus diputar ±1500 rpm. Tegangan dan frekuensi generator induksi dipengaruhi oleh besar dan jenis beban listrik yang disuplainya. Semakin besar daya beban yang dihubungkan maka tegangan dan frekuensinya akan semakin turun. Untuk mengendalikan tegangan dan frekuensi generator induksi digunakan kontroler berbasis PLC Zelio. Kontroler tersebut dapat mempertahankan tegangan dan frekuensi generator induksi dalam batas – batas kualitas yang ditetapkan dalam standar.