Pengaruh Roda Gila Pada Stabilitas Tegangan Keluaran Dan Performa Daya Purwarupa Generator DC

Abstract

Generator DC merupakan salah satu komponen utama dalam sistem pembangkit energi skala kecil, seperti mikrohidro atau sepeda statis. Meskipun memiliki kelebihan dalam pengaturan tegangan dan struktur yang sederhana, generator ini rentan mengalami ketidakstabilan tegangan output akibat fluktuasi kecepatan putaran rotor. Ketidakstabilan tersebut dapat mengganggu performa sistem dan merusak perangkat elektronik yang terhubung. Salah satu solusi yang banyak digunakan adalah pemasangan flywheel (roda gila) untuk menstabilkan energi output. Namun, penggunaan flywheel ganda sebagai stabilisator output energi masih jarang diteliti. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji efektivitas penggunaan flywheel ganda dalam menstabilkan output energi pada prototipe generator DC. Penelitian dilakukan dengan membandingkan tiga konfigurasi: tanpa flywheel, satu flywheel, dan dua flywheel. Uji coba dilakukan dengan beban resistif (lampu 10 Watt dan 15 Watt), dan parameter yang diukur meliputi tegangan output, arus, daya, serta efisiensi sistem. Metodologi yang digunakan adalah pendekatan eksperimental laboratorium. Pengujian dilakukan pada generator DC magnet permanen Nisca MM5475B yang digerakkan oleh motor DC Nisca NC5475C. Flywheel yang digunakan terdiri dari tiga variasi berat (250g, 300g, dan 450g), serta dua kombinasi flywheel ganda (250g+300g dan 250g+450g). Setiap variasi diuji dalam kondisi tanpa beban dan berbeban. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem tanpa flywheel menghasilkan tegangan output yang tidak stabil, dengan fluktuasi tajam terutama saat perubahan input RPM. Penggunaan satu flywheel memberikan peningkatan kestabilan, namun tegangan output maksimal cenderung menurun karena adanya pembagian energi antara generator dan flywheel. Flywheel yang lebih berat (450g) mampu menghasilkan tegangan output lebih tinggi, tetapi responnya cenderung kurang halus Konfigurasi flywheel ganda terbukti paling efektif dalam menjaga kestabilan tegangan output, baik dalam kondisi tanpa beban maupun saat berbeban. Meskipun tegangan maksimumnya sedikit lebih rendah dibandingkan flywheel tunggal yang berat, kestabilannya jauh lebih baik karena distribusi momen inersia yang merata. Namun demikian, sistem dengan flywheel ganda membutuhkan daya input yang lebih besar dan menunjukkan efisiensi numerik yang lebih rendah, akibat beban mekanis tambahan dari dua flywheel yang berputar. Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa flywheel ganda merupakan solusi mekanis yang efektif untuk meningkatkan kestabilan output energi pada generator DC, terutama pada sistem yang memerlukan keandalan tegangan. Namun, penggunaannya perlu disesuaikan dengan kebutuhan sistem, mengingat adanya trade-off antara kestabilan dan efisiensi energi. Sistem ini sangat cocok diterapkan pada pembangkit energi kecil di daerah terpencil atau sistem off-grid yang memerlukan kestabilan tinggi tanpa kontrol elektronik kompleks