Desain dan Optimisasi Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Menggunakan Tri Core Permanent Magnet Linear Generator untuk Pantai Selatan Pulau Jawa

MUHAMMAD RIFA'I P S, Dr. Eng. F. Danang Wijaya, S.T., M.T.; Sarjiya, S.T., M.T., Ph.D.

2017 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Berdasarkan hasil penelitian, pantai selatan Pulau Jawa memiliki karakteristik gelombang ombak yang dapat digunakan untuk membangkitkan listrik mencapai 5.7 MW dengan pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO). Salah satu jenis PLTO yang sederhana adalah PLTO menggunakan permanent magnet linear generator (PMLG), hal ini dikarenakan tidak diperlukannya konverter untuk mengubah gerak translasi gelombang ombak menjadi gerak rotasi. Namun, PMLG memiliki rugi-rugi daya pada kumparan, massa translator, dan biaya material yang cukup besar. Selain itu daya keluaran yang dihasilkan PMLG sangat dipengaruhi oleh resistansi beban. Penelitian ini mendesain dan mengoptimisasi PLTO menggunakan generator linier. Generator yang digunakan adalah generator linier dengan topologi tri core PMLG. Desain generator dioptimisasi sehingga diperoleh generator dengan rugi-rugi daya pada kumparan yang rendah, translator yang ringan, dan biaya material yang rendah. Selanjutnya, untuk mengoptimalkan daya keluaran generator linier, pada keluaran dari generator linier dilengkapi dengan maximum power point tracking (MPPT) dengan algoritma hill climbing search (HCS). Dari hasil optimisasi, diperoleh desain tri core PMLG dengan kecepatan translator sebesar 0.88 m/s, massa translator sebesar 10.16 kg, dan biaya material penyusun tri core PMLG sebesar $221.25. Pada beban sebesar 4 ohm, tri core PMLG mampu menghasilkan daya keluaran ac sebesar 911 watt. Selain itu, penggunaan MPPT dengan algoritma HCS mampu meningkatkan efisiensi sistem PLTO antara 10 hingga 20%.

Based on the research result, the south coast of Java Island has ocean wave characteristics which can be used to generate electricity up to 5.7 MW by using wave energy converter (WEC). WEC using permanent magnet linear generator (PMLG) is simple because it does not need to convert linear motion to rotational motion. However, PMLG has large electric power losses in the winding, has great mass in translator, and expensive to make. Furthermore, the electrical power generated by PMLG was heavily influenced by load resistance. This research was designing and optimizing WEC using linear generator. Tri core PMLG was used in this research. The design of tri core PMLG was optimized so that it has low power losses in the winding, low translator mass, and low material cost. Then, maximum power point tracking (MPPT) using hill climbing search (HCS) algorithm was performed to optimizing the output power generated by tri core PMLG. Optimization result delivered a tri core PMLG design which has 0.88 m/s translator speed, 10.16 kg translator mass, and $221.25 material cost to construct tri core PMLG. Tri core PMLG can generate 911 watt ac power at 4 ohms load. In addition, the use of MPPT with HCS algorithm was able to improve WEC�s efficiency between 10 until 20%.

Kata Kunci : gelombang ombak, pembangkit listrik tenaga ombak, tri core PMLG, MPPT, optimisasi