Senin, 24 Januari 2011

KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK

                                 KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK


              
















                          "PENGERTIAN KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK"


            Kincir angin adalah sebuah mesin yang digerakkan oleh tenaga angin untuk menumbuk biji-bijian.kincir angin juga digunakan untuk memompa air untuk mengairi sawah.kincir angin moderen adalah mesin yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik,disebut juga dengan turbin angin



                                                         Sejarah Kincir Angin
Sebetulnya, kincir angin yang pertama kali digunakan adalah di Persia pada abad 5. Kemudian kincir angin tersebut menyebar ke seluruh Eropa. Di Belanda sendiri, kincir angin digunakan pertama kali sekitar abad 13. Pada saat itu, masih banyak lokasi di Belanda yang masih berada di bawah air. Dengan menggunakan kincir air yang ada di dalam bangunan kincir angin tersebut, air yang ada di tanah Belanda dialihkan, disalurkan dan dibendung sehingga kita bisa melihat saat ini tidak banyak air di sini. Selanjutnya, tanah yang masih sedikit basah dikeringkan dengan kincir angin. Dengan adanya perkembangan teknologi dan arsitektur, penggunaan kincir angin pun juga berkembang. Sekitar abad 17, banyak terjadi revolusi di negara-negara Eropa. Karena faktor tersebut, masyarakat di Belanda menggunakan kincir angin untuk kepentingan lain. Tidak hanya digunakan sebagai alat untuk mengalihkan dan membendung air, kincir angin juga dipergunakan sebagai salah satu sarana pembantu dalam bidang pertanian dan industri. Kincir angin memang memegang peran penting dalam berbagai bidang di negara ini.
  GAMBAR KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK





















                  CARA MEMBUAT KINCIR INGIN PEMBANGKIT LISTRIK

Contoh generator dibawah ini semuanya menggunakan magnet permanen (PMG = Permanent Magnet Generator). Tujuannya adalah dengan putaran rendah sudah dapat menghasilkan listrik (200 s/d 500 rpm). Bila menggunakan generator induksi, maka putarannya antara 700 s/d 3000 rpm. Dengan putaran sedemikian tinggi, maka konstruksinya harus menggunakan jasa tukang bubut, atau menggunakan bahan dari onderdil mobil bekas.
Dinamo amper/alternator motor dan alternator mobil dapat juga dipakai sebagai pembangkit listrik untuk mengisi accu, tapi putarannya minimal 700 rpm. Butuh angin yang cukup kencang, atau butuh aliran air yang cukup deras. Kalau tokh angin maupun air tidak memadai, maka mau tidak mau harus menggunakan gearbox atau multiplikasi putaran. Bisa gir dengan gir, atau gir rantai, atau pulley dengan v belt.

A:
Gambar diatas: statornya yang berputar, sedangkan rotor diam. Sama seperti motor kipas radiator. Lebih rumit pembuatannya, karena memakai spul (brush). Contoh lain yang memakai spul adalah bor tangan listrik atau mesin potong keramik. Stator: gabungan koil (statis/diam ditempat); Rotor: gabungan magnet (yang berputar).
B:
Dua gambar sebelah kiri: stator tersusun seperti yang ada di motor mesin cuci. Dua yang kanan adalah yang sederhana tapi 3 phasa.
C:
Gambar diatas: stator mengelilingi rumah rotor. Ini adalah generator yang paling sederhana. Hanya dengan 2 magnet dan gulungan kawat email yang agak banyak (antara 1000 s/d 1500 gulung). Tentu saja hasilnya paling tinggi hanya 4 volt. Selengkapnya lihat dihalaman generator-listrik-paling-sederhana.
D:
Gambar diatas: rotor berada ditengah stator. Yang harus diperhatikan adalah posisi stator harus sedekat mungkin dengan magnet, tanpa bersentuhan (ada jarak minimal 1-2 mm). Tujuannya agar supaya medan magnet menjadi lebih kuat sehingga outputnya menjadi maksimal. Selengkapnya lihat dibawah.
E:
Gambar diatas: rotor berada dibelakang stator (atau bisa juga didepan stator, karena penempatannya tidak mutlak, tergantung selera). Pada komposisi 4 magnet-4 koil koneksinya hanya 1 phasa. Sedangkan pada komposisi 4 magnet-6 koil, koneksinya bisa 1 atau 3 phasa. Selengkapnya dapat dilihat dihalaman membuat-generator-sederhana2.

Formula menghitung keluaran koil ( hukum Faraday)
V = -N * change in (( tesla * area meters squared)/ seconds)
N = -1 * (-V/ change in (( tesla * area meters squared)/ seconds))
V: volt N: gulungan Tesla: kuat magnet
Generator mini dari pralon dan triplex:
4- magnet (P:3 L:0.9 T:1.1 cm)
4- koil (kawat email .3mm 400gr)
2- dop pralon ½ in
1- 20cm baut 6mm + 6 mur + 2 ring
2- triplex 10mm uk 6 x 6 cm (atau sesuaikan dengan tebal dan lebar koil yang akan digulung nantinya), bor titik tengahnya
4- triplex 4mm uk 6 x 10 cm (atau sesuaikan dengan panjang rotor bila telah jadi)
Rotor ditenpatkan pada gabungan 2 dop pralon ½ in sedemikian rupa sehingga cukup untuk 4 buah magnet mini. Magnet2 tidak dilem, karena sudah cukup kuat saling tarik menarik. Formasi magnet N-S-N-S. Gulungan koil antara 450-470, karena diambil dari bekas koil2 yg dahulu dibuat dg hitungan ingatan, lalu digulung ulang dg menggunakan penggulung koil ber “counter” (lih halaman membuat-generator-sederhana2). Hubungan keempat koil adalah: 1A-3B, 2A-4B; 1B-2B; maka 3A dan 4A adalah outputnya. Ini hubungan 1 phasa. Dengan memakai daun kipas listrik bekas, pada waktu dites dengan kipas angin listrik, hasil maximumnya adalah 11 volt. Kalau menggunakan exhaust fan hasilnya 5.8 volt. Lumayan untuk sebuah minigen dari kayu.
Kalau ingin lebih besar lagi outputnya, maka gulungan harus diperbanyak, atau putaran lebih kencang, atau kombinasi dari keduanya.

Generator mini 3 phasa (4 magnet 6 koil):



Bahan untuk 3 phasa:
4- magnet (P:3 L:0.9 T:1.1 cm)
6- koil (kawat email 0.3mm 600gr)
1- pipa besi 1 in untuk dudukan magnet
1- 20 cm baut batang 6mm + 6 mur + 2 ring
2- triplex 10mm uk 10.6 x 10.6 cm (atau sesuaikan dengan tebal dan lebar koil yang akan digulung nantinya).
6- triplex 4mm uk 10.4 x 9 cm (atau sesuaikan dengan panjang rotor bila telah jadi).

Membuat stator:
Bentuk kedua triplex 10mm menjadi 6 sudut (buat lingkaran, lalu bagi menjadi 6), lalu bor titik tengahnya. Sudut2 itu harus sesuai dengan panjang koil. Sedangkan keenam triplex 4mm adalah sebagai dudukan koil2, yang direkatkan dengan sekrup kayu. Saya menggunakan lakban sebagai lemnya koil2, agar sewaktu-waktu dibongkar menjadi mudah. Maklumlah, sedang resesi.
Koil2nya merupakan koil bekas yang pernah dipakai untuk generator sebelumnya, jadi tidak lagi repot menggulung baru. Jumlah gulungannya sekitar 450 (kira-kira, karena pada waktu itu menggulung koil2nya masih menggunakan hitungan seingatnya, alias hapalan. Begitu ada yang mengajak bicara, buyar! Terpaksalah gulung ulang).

Membuat rotor:
Masih dengan magnet yang sama, tapi kali ini terpaksa menggunakan sepotong pipa besi diameter 1in sebagai dudukan rotornya. Tujuannya agar supaya jarak magnet dengan koil dapat sedekat mungkin sehingga hasilnya lebih maksimal. Formasi magnet masih tetap N-S-N-S. Keempat magnet dibungkus dengan resin supaya tidak pating seliweran bila diputar kencang. Pipa besi juga diisi resin lalu dibor supaya baut batangan 6mm dapat ditempatkan ditengah rotor, dan dikencangkan dengan mur ujung2nya.
Rumus 3 phasa: Koil = M/2 X 3
Misal jumlah magnet 2 bh (ini minimal ,karena harus ada 2 kutub. Bisa saja hanya dg 1 magnet, asal kutub2nya ada disisi luar berhadapan dg koil), maka jumlah koil 3 bh. Magnet 6 bh koil 9 buah, dst. Tetapi adakalanya jumlah magnet lebih banyak dari koil. Misalnya 4 magnet dg 3 koil. 8 Magnet dg 6 koil, dst. Mana yang terbaik, silahkan berexperimen sendiri. Yang pasti adalah semakin cepat magnet yang melintas, semakin stabil/tinggi voltnya.
Menggabungkan koil untuk menjadikannya 3 phasa:


A=awal (start, kawat yang ditengah/didalam) B=buntut (end, kawat yang paling luar).
Pada contoh generator ini, terdapat 6 buah koil. Akan terdapat 2 buah koil yang berada tepat ditengah 2 buah magnet yang berada pada satu garis lurus (lih gambar), yaitu 1 dan 4, maka keduanya dihubungkan secara seri (buntut-awal). Ini adalah phasa pertama. Kalau diputar (arah jarum jam) rotornya maka koil 2 dan 5 akan berada juga tepat ditengah 2 buah magnet (phasa kedua). Diputar lagi maka koil 3 dan 6 juga akan berada tepat ditengah 2 buah magnet (phasa ketiga).
Intinya: Tiap satu garis lurus hubungkan kedua koilnya secara seri, sehingga terdapat 3 pasang koil (searah jarum jam): 1B-4A, 2B-5A, 3B-6A. Maka 1A-4B= phasa pertama, 2A-5B= phasa kedua, 3A-6B= phasa ketiga. Masing2 phasa bisa diukur berapa muatan listriknya. Kalau jumlah gulungan koil2nya sama maka voltnya pasti juga sama bila rotor berputar stabil. Hasil voltasenya masih AC (arus bolak balik) sesuai dengan magnet2 yang melewatinya selalu berbeda kutub.

Konfigurasi Star
Pada koneksi Star, Awal dari tiap phasa dihubungkan menjadi satu. Buntut (akhir) dari tiap phasa dihubungkan ke masing2 bridge.
Star connection : 1A-2A-3A: gabungkan; 4B, 5B, 6B hubungkan ke masing2 bridge rectifier. Hasilnya s/d 16 VDC.

Konfigurasi Delta
Pada koneksi Delta, Awal dan Buntut masing2 phasa saling berhubungan. Buntut phasa pertama dengan Awal phasa kedua, Buntut phasa kedua dengan Awal phasa ketiga, dan Buntut phasa ketiga dengan Awal phasa pertama.
Delta connection: 1A-6B; 2A-4B; 3A-5B; hubungkan masing2 ke bridge rectifier. Hasil maksimalnya hanya 5V3 DC.

Jelas sudah perbedaan antara Star dan Delta. Kalau pada Star voltnya menjadi 3x lipat tetapi amperenya menjadi lebih kecil. Sedangkan pada Delta ampere lebih besar tetapi voltnya rendah (putaran rotor juga agak lebih berat dibandingkan Star). Sayangnya saya tidak mempunyai amperemeter sehingga tidak terukur amperenya. Ketika menggunakan multimeter (hanya sampai 200mA) ternyata masih tidak terbaca karena ampere generator masih lebih tinggi. Tetapi walaupun ada perbedaan Volt dan Ampere dari keduanya, Wattnya (seharusnya) tetap sama (Power=Watt=Volt x Ampere).
Harus juga diperhatikan bahwa semakin berat bebannya semakin kecil voltasenya, sehingga mau tak mau putarannya harus lebih kencang lagi.





KELEBIHAN KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK:
1.TIDAH PERLU ADA PENGARAH ANGIN,KARENA DAPAT BERPUTAR OLEH TIUPAN ANGIN DARI SEGALA ARAH,DAN TIDAK AKAN MENGALAMI OVERSPEED
2.ITULAH SEBABNYA SETIAP ORANG MENGGUNAKAN KINCIR ANGIN TIPE INI KARENA DAPAT KITA TEMPATKAN DI SEMBARANG TEMPAT TERLEBIH BILA DI TEMOAT KAN DI SISI JALAN RAYA YANG RAMAI AKAN LEBIH BAIK

KEKURANGAN KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK:
1TIDAK EPISIENSINYA SANGAT RENDAH YAITU SEKITAR 40% SAJA,DIBANDINGKAN DENGAN KINCIR ANGIN SUMBH HORIZONTAL.


























 



































2 komentar:

  1. Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.

    BalasHapus
  2. blm tau ukuran sudu, diameter dudukan sudu, sirip ekor, tiang penyangga sirip ekor dan tinggi kincir secara mendetail. terima kasih sebelumnya

    BalasHapus