Rancang Bangun Magnet Permanen Generator Tiga Fasa Tipe Axial Flux 16 Kutub Rotor Ganda dan Stator Tunggal (Internal Stator) Untuk Turbin Angin Kecepatan Rendah

Abstract

Perkembangan teknologi dan pertumbuhan penduduk yang cukup pesat menyebabkan konsumsi energi listrik saat ini mengalami peningkatan. Ketidakseimbangan antara kebutuhan dan ketersediaan bahan bakar pembangkit listrik menjadikan manusia terus mengembangkan berbagai terobosan baru untuk menangani hal tersebut. Sebagai negara kepulauan, Indonesia memiliki potensi energi terbarukan yang baik, salah satunya sumber daya angin sebagai pembangkit listrik alternatif. Intensitas kecepatan angin yang tidak menentu menjadikan Generator tipe axial flux dengan magnet permanen dapat menjadi pilihan karena mampu beroperasi pada kecepatan rendah sehingga sangat cocok digunakan pada turbin angin. Tujuan yang ingin diperoleh dari penelitian ini adalah untuk memperoleh kinerja dari generator magnet permanen axial flux 3 fasa dengan 16 kutub dan 6 kumparan saat dikopel dengan dinamo motor AC sebagai prime mover untuk merepresentasikan putaran turbin angin dengan kecepatan rendah. Dalam penelitian ini Generator axial fluxs yang dibuat terdiri dari 2 rotor dan 1 stator dengan magnet permanen berjenis Neodymium Iron Boron (NdFeB) grade N52 sebanyak 16 buah atau 8 kutub pada masing-masing rotor, diameter magnet sebesar 15 mm dan tebal 5 mm. Bagian stator memiliki 6 kumparan, masing-masing kumparan memiliki 450 lilitan yang terhubung dengan konfigurasi star (Y), kawat email yang digunakan berdiameter 0,4 mm. Pengujian yang dilakukan berupa pengujian AC tanpa beban dan pengujian DC dengan beban Dummyload 300 Ohm 100 Watt dan 4 Ohm 1000 Watt. Pada pengujian AC tanpa beban, data yang didapatkan berupa tegangan line to line, tegangan line to netral, dan frekuensi. Pada pengujian DC dengan beban keluaran generator terlebih dahulu dihubungkan dengan penyearah (rectifier) untuk mengubah dari tegangan AC menjadi tegangan DC, kapasitas beban, dengan data yang didapatkan berupa tegangan, arus, daya, dan torsi. Variasi kecepatan putaran yang digunakan saat pengujian sebesar 250, 500, 750, dan 1000 rpm. Saat kecepatan putaran 750 rpm pada pengujian AC tanpa beban menghasilkan tegangan line to netral pada fasa R sebesar 7,6 volt, fasa S sebesar 7,04 volt, dan fasa T sebesar 7,93 volt. Untuk tegangan line to line pada fasa R-S sebesar 12,85 volt, fasa R-T sebesar 13,6 volt, dan fasa S-T sebesar 11,8 volt, untuk frekuensi yang dihasilkan sebesar 51,5 Hz. Pada pengujian DC dengan beban Dummyload saat kecepatan 1000 rpm dengan beban 300 ohm 100 watt menghasilkan tegangan sebesar 20,28 volt, arus sebesar 0,068 ampere, daya sebesar 1,379 watt, dan torsi sebesar 0,01318 Nm. Sedangkan pada beban 4 ohm 1000 watt menghasilkan tegangan sebesar 2,03 volt, arus sebesar 0,829 ampere, daya sebesar 1,683 watt, dan torsi sebesar 0,01608 Nm. Untuk data lainnya dapat dilihat pada tabel 4.4 hingga tabel 4.9. Dari data yang diperoleh terdapat sedikit error antara hasil perhitungan dan pengukuran, hal ini karena adanya perbedaan resistansi kumparan pada salah satu fasa yang disebabkan pembuatan kumparan secara manual. Faktor lainnya disebabkan karena kecepatan putaran pada saat pengujian tidak bisa konstan sesuai dengan kecepatan nominal yang telah ditentukan.