SIMULASI PHOTOVOLTAIC DAN KINCIR ANGIN SAVONIUS SEBAGAI SUMBER ENERGI PENGGERAK MOTOR KAPAL NELAYAN Adam Daniary Ibrahim (2410105003) Dosen Pembimbing : Dr. Ridho Hantoro, ST, MT & Dr. Gunawan Nugroho, ST, MT
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
SIMULASI PHOTOVOLTAIC DAN KINCIR ANGIN SAVONIUS SEBAGAI SUMBER ENERGI PENGGERAK
MOTOR KAPAL NELAYAN
Adam Daniary Ibrahim (2410105003)Dosen Pembimbing : Dr. Ridho Hantoro, ST, MT & Dr. Gunawan Nugroho, ST, MT
Latar Belakang
Bahan bakar minyak sebagaisumber energi utama dalam
operasional nelayan akan terusmengalami kenaikan hargasehingga akan membebani
nelayan (khususnya nelayankecil)
Adanya pembangkit energi listrikphotovoltaic dan kincir angin
savonius beserta potensisumbernya yang dapat memenuhikebutuhan daya pada motor/load
Spesifikasi photovoltaic dan kincirangin savonius harus seimbangdengan ukuran kapal nelayan
Perlu dilakukan simulasiphotovoltaic dan kincir angin
savonius untuk menggantikanbahan bakar minyak sebagai
sumber energi penggerakmotor/load
Rumusan Masalah Belum diketahui sistem photovoltaic dan kincir angin
savonius akan dapat menggantikan penggunaan bahan bakar minyak sebagai sumber energi penggerak motor perahu.
Belum diketahui spesifikasi photovoltaic dan kincir angin savonius yang dibutuhkan dan cocok untuk memenuhi kebutuhan beban dan ukuran perahu.
Batasan Masalah Motor DC/load 380watt digunakan selama 4 jam Tahanan air laut, angin, atau yang lainnya terhadap
kapal/perahu tidak diperhitungkan dalam penelitian ini dan dianggap memberi pengaruh yang sangat kecil.
Data yang digunakan merupakan data sekunder seperti spesifikasi kapal/perahu, profil angin, profil radiasi matahari, model matematis komponen sistem hybrid photovoltaic, kincir angin savonius, dan baterai
Diasumsikan perubahan suhu tidak memberi pengaruh besar sehingga tidak disertakan pada penelitian ini.
Tujuan Mendapatkan hasil simulasi sistem yang dapat
memenuhi kebutuhan beban selama waktu yang ditentukan sehingga dapat dipastikan bahwa sistem photovoltaic dan kincir angin savonius dapat menggantikan bahan bakar minyak untuk menggerakkan motor kapal/perahu nelayan.
Mengetahui spesifikasi photovoltaic dan kincir angin savonius untuk memenuhi kebutuhan daya beban dan cocok untuk ukuran perahu nelayan.
Flowchart Penelitian
Data Harian Kecepatan Angin, Radiasi Matahari, dan Load
Waktu (jam)
Intensitas radiasi
matahari (W/m2)
Kecepatan angin (m/s)
Load(Watt)
00.00 0 2.9 001.00 0 2.9 002.00 0 3 003.00 0 2.4 004.00 0 1.9 005.00 0 3.1 006.00 27 3.4 007.00 120 3.3 008.00 214 3.2 009.00 270 3.1 010.00 445 2.4 011.00 750 3.4 012.00 760 3.4 38013.00 625 3.8 38014.00 520 3.6 38015.00 430 3.4 38016.00 250 4 017.00 1 3.7 018.00 0 3.6 019.00 0 4 020.00 0 3.9 021.00 0 3.4 022.00 0 3.6 023.00 0 3.2 0
Profil Harian Radiasi Matahari dan Kecepatan Angin
Profil Radiasi Matahari Profil Kecepatan Angin
Profil Load
Spesifikasi Perahu
Panjang kapal : 7 meterLebar kapal : 1,5 meterTinggi kapal : 0,8 meterTotal volume kapal : 8,4 m3
Tipe : 2 GT
Spesifikasi Panel PV dan Rotor Kincir Angin Savonius
Power Max = 150 WPIsc = 2,10 AVoc = 110 VImax = 1,9 AVmax = 79 VTC = 25 CSTC (G0)= 1000 W/m2
Size = 1,25m x 0,97m = 1,212 m2
Tinggi rotor = 1 mDiameter rotor = 1,5 mIntensitas Udara = 1,2
Panel PV Rotor Savonius
Pemodelan Radiasi Matahari
f(x) = 221.1 + (-195.5)*cos(x*0.3148) +(-277.8)*sin(x*0.3148) + (-4.18)*cos(2*x*0.3148) +129.5*sin(2*x*0.3148) + 27.56*cos(3*x*0.3148) + 5.531*sin(3*x*0.3148) + (-22.92)*cos(4*x*0.3148) + 11.53*sin(4*x*0.3148)+ 39.53*cos(5*x*0.3148) + 25.1*sin(5*x*0.3148) + 1.594*cos(6*x*0.3148) + (-24.2)*sin(6*x*0.3148)
Fourier orde 6
0 5 10 15 20 250
100
200
300
400
500
600
700
800
Irra
dian
ce (W
att/m
2)
Waktu (jam)
Selisih rata-rata = 0,48 watt/m2
Pemodelan Kecepatan Angin
Fourierorde 8
f(x) = 3.263 + (-0.04171)*cos(x*0.2482) + (-0.5959)*sin(x*0.2482) + 0.05288*cos(2*x*0.2482) + (-0.1775)*sin(2*x*0.2482) + 0.2376*cos(3*x*0.2482) + (-0.008966)*sin(3*x*0.2482) + (-0.09349)*cos(4*x*0.2482) + 0.1813*sin(4*x*0.2482) + (-0.05483)*cos(5*x*0.2482) + (-0.209)*sin(5*x*0.2482) + 0.03905*cos(6*x*0.2482) + (-0.09555)*sin(6*x*0.2482) + 0.07902*cos(7*x*0.2482) + (-0.1874)*sin(7*x*0.2482) + (-0.1323)*cos(8*x*0.2482) + 0.09619*sin(8*x*0.2482)
0 5 10 15 20 251.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Kec
epat
an A
ngin
(m/s
)
Waktu (jam)
Selisih rata-rata = 0,14 watt/m2
Hasil Pemodelan Panel Photovoltaic
FF = Imax x Vmax / (Isc0*Voc0)Isc = G x (Isc0/G0)Voc = Voc0 + (Tc*TVoc)
0 5 10 15 20 250
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Waktu (jam)
Day
a (w
att)
P = 1050 watt.jam
Hasil Pemodelan Kincir Angin Savonius
P : daya output kincir angin
Cps : koefisien power (0,5)As : luas rotor dari hasil
perkalian tinggi dan diameter rotor,
ρ : massa jenis udaraV3 : kecepatan angin.0 5 10 15 20 25
0
10
20
30
40
50
60
Waktu (jam)
Day
a (w
att)
P = 831,1 watt.jam
Hasil Pemodelan Baterai Lead Acid
Spesifikasi : 12v 150 Ah
0 5 10 15 20 2510.8
11
11.2
11.4
11.6
11.8
Waktu (jam)Tega
ngan
(vol
t)
0 5 10 15 20 250
10
20
30
40
Waktu (jam)
Arus
(am
pere
)
Hasil Pemodelan Load
0 5 10 15 20 250
50
100
150
200
250
300
350
400
Waktu (jam)
Day
a (w
att)
Load = 380 watt x 4 jam = 1520 watt.jam
Pemodelan Sistem Photovoltaic
Hasil Simulasi Photovoltaic
Load :1520 watt.jam
Supply :2098 watt.jam
Spesifikasi :Jumlah panel PV 150 WP x 2 panel
Ukuran.Panjang = 2,5 matauLebar = 1,94 m
Pemodelan Sistem Kincir Angin Savonius
Hasil Simulasi Sistem Kincir Angin Savonius
Load :1520 watt.jam
Supply :1662 watt.jam
Spesifikasi :Tinggi rotor = 2 mDiameter rotor = 1,5 m
Optimasi Sistem Hybrid
Persentase Daya Sistem Photovoltaic dan Kincir Angin Savonius
100% Photovoltaic (PV) = 2 panel (Panjang = 2,5 m atau Lebar = 1,94 m)
100% Savonius (SV) = 2 meter tinggi rotor
Optimasi 50% : 50%Load :Load :1520 watt.jam
Supply :1880 watt.jam
Spesifikasi Sistem :PV = 1 panel
Ukuran.Panjang = 1,25matauLebar = 0,97m
Savonius =Tinggi rotor = 1 mDiameter rotor = 1,5 m
Perbandingan Spesifikasi Sistem dan Spesifikasi Perahu 50% : 50%
Spesifikasi Perahu
Panjang kapal : 7 meterLebar kapal : 1,5 meterTinggi kapal : 0,8 meter
Spesifikasi Sistem
PV = 1 panel
Ukuran.Panjang = 1,25matauLebar = 0,97m
Savonius =Tinggi rotor = 1 mDiameter rotor = 1,5 m
Optimasi 20% PV : 80% SavoniusLoad :Load :1520 watt.jam
Supply :1773 watt.jam
Spesifikasi Sistem :PV = 0,4 panel = 1 panel
Ukuran.Panjang = 1,25matauLebar = 0,97m
Savonius =Tinggi rotor = 1,6 mDiameter rotor = 1,5 m
Perbandingan Spesifikasi Sistem dan Spesifikasi Perahu 20% : 80%
Spesifikasi Perahu
Panjang kapal : 7 meterLebar kapal : 1,5 meterTinggi kapal : 0,8 meter
Spesifikasi Sistem :PV = 0,4 panel = 1 panel
Ukuran.Panjang = 1,25matauLebar = 0,97m
Savonius =Tinggi rotor = 1,6 mDiameter rotor = 1,5 m
Persentase Daya Sistem Photovoltaic dan Kincir Angin Savonius
Kesimpulan Pada sistem photovoltaic, digunakan 2 buah panel
150 WP sehingga menghasilkan daya total 2098 watt.jam untuk memenuhi load total 1520 watt.jam
Pada sistem kincir angin savonius dibutuhkan spesifikasi tinggi rotor 2 meter dan diameter 1,5 meter sehingga menghasilkan daya total 1662 watt.jam untuk memenuhi load total load 1520 watt.jam.
Spesifikasi yang cocok untuk diterapkan pada perahu yaitu perbandingan 50% dari sistem photovoltaic dan 50% dari kincir angin savoniusdengan daya total 1880 watt.jam.
Related Documents
