OPTIMALISASI OUTPUT GENERATOR DC MAGNET PERMANEN MENGGUNAKAN BUCK-BOOST CONVERTER PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO

Firdiansyah, Firdiansyah (2026) OPTIMALISASI OUTPUT GENERATOR DC MAGNET PERMANEN MENGGUNAKAN BUCK-BOOST CONVERTER PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO. Masters thesis, Politeknik Negeri Sriwijaya.

	Text (COVER) COVER.pdf - Published Version Download (670kB)
	Text (ABSTRAK) ABSTRAK.pdf - Published Version Download (148kB)
	Text (BAB I PENDAHULUAN) BAB I.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (278kB) | Request a copy
	Text (BAB II TINJAUAN PUSTAKA) BAB II.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (520kB) | Request a copy
	Text (BAB III METODE PENELITIAN) BAB III.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy
	Text (BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN) BAB IV.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (899kB) | Request a copy
	Text (BAB V KESIMPULAN DAN SARAN) BAB V.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (226kB) | Request a copy
	Text (DAFTAR PUSTAKA) Daftar Pustaka.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (235kB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN I) Lampiran 1.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (865kB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN II) Lampiran 2.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN III) Lampiran 3.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN IV) Lampiran 4.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN V) Lampiran 5.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (897kB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN VI) Lampiran 6.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (213kB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN VII) Lampiran 7.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy
	Text (LAMPIRAN VIII) Lampiran 8.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan energi listrik di Indonesia terus mengalami peningkatan seiring dengan pertumbuhan penduduk, perkembangan ekonomi, dan peningkatan aktivitas masyarakat. Namun demikian, pemenuhan kebutuhan energi listrik tersebut masih didominasi oleh sumber energi fosil yang bersifat tidak terbarukan serta memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu, pengembangan energi baru terbarukan (EBT) menjadi suatu kebutuhan strategis, salah satunya melalui pemanfaatan energi air dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH). PLTMH merupakan salah satu solusi penyediaan energi listrik yang ramah lingkungan, khususnya untuk wilayah pedesaan dan daerah terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik konvensional. Sistem ini memanfaatkan energi potensial dan kinetik air untuk diubah menjadi energi mekanik melalui turbin, yang selanjutnya dikonversi menjadi energi listrik menggunakan generator. Namun dalam implementasinya, PLTMH, terutama yang beroperasi pada kondisi head rendah dan debit air yang fluktuatif, sering menghadapi kendala teknis berupa ketidakstabilan tegangan dan rendahnya daya keluaran. Kondisi ini menyebabkan kinerja sistem menjadi kurang optimal dan tidak mampu memenuhi kebutuhan beban secara andal. Salah satu pendekatan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan menggunakan generator DC magnet permanen (Permanent Magnet DC Generator/PMDC) yang memiliki keunggulan dalam menghasilkan listrik pada putaran rendah serta tidak memerlukan sumber eksitasi awal. Selain itu, untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran, digunakan konverter DC–DC tipe buck–boost yang mampu menaikkan maupun menurunkan tegangan sesuai dengan kondisi input yang berubah-ubah akibat fluktuasi debit air. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan kinerja sistem PLTMH skala kecil dengan mengintegrasikan tiga komponen utama, yaitu turbin Archimedes screw, generator DC magnet permanen, dan buck–boost converter, dalam satu sistem terpadu. Fokus utama penelitian adalah menganalisis hubungan antara putaran generator terhadap tegangan dan daya keluaran, mengevaluasi stabilitas tegangan sistem, serta menentukan efisiensi konversi energi secara keseluruhan. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental dengan tahapan meliputi studi pendahuluan, perancangan sistem, pembuatan alat, serta pengujian di laboratorium dan di lapangan. Lokasi pengujian ditetapkan pada saluran irigasi Gapoktan Karya Makmur di Kecamatan Kertapati, Kota Palembang, yang memiliki karakteristik aliran air dengan debit sekitar 0,175 m³/s dan kecepatan aliran 0,7 m/s, sehingga sesuai untuk pengujian PLTMH skala kecil. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan putaran generator dalam rentang 29,83 RPM hingga 144,80 RPM menggunakan beban lampu LED sebesar 30 Watt. Tegangan keluaran sistem dijaga konstan pada nilai set-point sebesar 14,6 Volt melalui pengaturan duty cycle pada buck–boost converter. Parameter yang diukur meliputi tegangan dan arus input-output, daya listrik yang dihasilkan, serta efisiensi sistem secara keseluruhan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem PLTMH yang dikembangkan mampu beroperasi pada kondisi tegangan input yang sangat rendah, yaitu sebesar 3,61 Volt pada putaran 29,83 RPM. Hal ini menunjukkan kemampuan generator DC magnet permanen dalam menghasilkan energi listrik pada putaran rendah. Selain itu, penggunaan buck–boost converter terbukti efektif dalam menjaga kestabilan tegangan keluaran, sehingga tetap berada pada kisaran nilai nominal yang dibutuhkan oleh beban. Kondisi operasi optimal dicapai pada putaran generator sebesar 63,78 RPM dengan daya keluaran sebesar 27,7 Watt dan efisiensi sistem maksimum mencapai 74,7%. Pada rentang putaran 68,20 hingga 132,40 RPM, tegangan keluaran sistem relatif stabil dan mendekati nilai set-point yang telah ditentukan. Hal ini menunjukkan bahwa sistem mampu beradaptasi terhadap variasi putaran generator yang disebabkan oleh perubahan debit air. Selain itu, hasil penelitian juga menunjukkan bahwa tanpa penggunaan buck–boost converter, tegangan keluaran generator cenderung tidak stabil dan sangat bergantung pada putaran turbin. Dengan adanya konverter, sistem mampu melakukan regulasi tegangan secara dinamis, baik dalam kondisi tegangan rendah (mode boost) maupun tegangan tinggi (mode buck), sehingga meningkatkan kualitas daya listrik yang dihasilkan. Dari aspek efisiensi, integrasi antara turbin Archimedes, generator PMDC, dan buck–boost converter menghasilkan sistem konversi energi yang cukup efisien untuk skala mikrohidro. Nilai efisiensi yang dicapai menunjukkan bahwa sistem ini layak untuk diaplikasikan pada kondisi nyata, khususnya pada daerah dengan potensi energi air yang terbatas. Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan kontribusi dalam pengembangan teknologi PLTMH skala kecil yang lebih adaptif, efisien, dan aplikatif. Sistem yang dikembangkan tidak hanya mampu bekerja pada kondisi head rendah dan debit air terbatas, tetapi juga memiliki fleksibilitas dalam menjaga kestabilan tegangan keluaran, sehingga sangat sesuai untuk digunakan sebagai sumber listrik mandiri, seperti penerangan jalan di pedesaan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa integrasi generator DC magnet permanen dengan buck–boost converter merupakan solusi yang efektif untuk meningkatkan kinerja dan keandalan sistem PLTMH, khususnya dalam menghadapi fluktuasi debit air. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi teknis dan ilmiah dalam pengembangan sistem energi terbarukan berbasis mikrohidro di Indonesia, serta mendukung peningkatan rasio elektrifikasi di wilayah terpencil secara berkelanjutan.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	mikrohidro; generator dc magnet permanen; konverter buck–boost; sistem head rendah; regulasi tegangan
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology
Divisions:	Postgraduate > Master of Renewable Energy > Theses
Depositing User:	Pustaka Teknik Kimia
Date Deposited:	31 Aug 2026 06:51
Last Modified:	31 Aug 2026 06:51
URI:	http://eprints.polsri.ac.id/id/eprint/25251

Actions (login required)

View Item