Alpen Steel | Renewable Energy

Pengontrol beban elektronik pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Pengontrol beban elektronik pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Oleh : PRABONO

Selama ini ada semacam konsensus bahwa pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM) harus mempunyai dampak ganda, baik untuk meningkatkan penyediaan dan pemerataan energi khususnya di daerah perdesaan maupun menjadikan wahana guna meningkatkan kemampuan industri dalam negeri untuk menangani pembangunan PLTM mulai dari tahap studi kelayakanperencanaan, pembuatan mesin dan peralatan, sampai pemasangannya.

Selain itu pola pengembangan PLTM diselaraskan dengan tingkat keberadaan yang berupa teknologi tepat guna di perdesaan. Teknologi perdesaan dalam pengembangan irigasi rakyat hampir sama polanya dengan pembangunan PLTM, hanya perlu penyempurnaan karena tenaga listrik tidak mengenal musim. PLTM
itu sendiri merupakan teknologi madya yang sudah diaplikasikan sejak dahulu dan diharapkan mempunyai dampak positip terhadap kreatifitas dan dinamisme masyarakat pada pola hidup dalam rangka peningkatan kesejahteraan masyarakat perdesaan.

Seperti diketahui bahwa governor pada PLTM merupakan peralatan pengatur jumlah air yang masuk ke dalam turbin agar tenaga air yang masuk turbin sesuai dengan daya listrik yang dikeluarkan oleh
pembangkit hingga putaran akan konstan. Penggunaan governor tersebut kurang menguntungkan bila ditinjau secara ekonomis, karena harganya hampir sama bahkan melebihi harga turbin generator. Para
produsen di dalam negeri masih belum sanggup bersaing dengan produksi luar negeri, baik dari segi kualitas maupun harganya. Untuk itu perlunya dibuat disain Electronic Load Controller (ELC) sebagai
pengontrol beban komplemen pada PLTM dengan kapasitas sesuai yang dibutuhkan di lapangan.

PLTM mempunyai tiga komponen utama yang masing-masing fungsinya sangat menentukan, yaitu : turbin air, generator, dan governor (ELC). Pada pembangkit, pengendalian putaran dimaksudkan untuk mengendalikan putaran (frekuensi) generator sehingga pengendalian putaran dalam hal ini diutamakan
berfungsi sebagai pengendali frekuensi generator. Perubahan putaran (frekuensi) generator dapat disebabkan karena adanya perubahan daya penggerak. Jika daya air yang masuk ke turbin dibuat selalu
tetap sehingga daya penggerak turbin selalu tetap, maka frekuensi dan respon generator akan menjadi fungsi dari beban. Agar frekuensi yang dihasilkan oleh generator besarnya selalu tetap, maka besar
beban dari generator harus selalu tetap. Untuk itu diperlukan beban tiruan yang besar bebannya dapat diatur sesuai dengan pengurangan beban dari PLTM. Beban tiruan ini disebut beban komplemen. Pada
suatu kondisi beban tertentu (misal pada beban sebesar 75% beban penuh), daya air yang masuk ke turbin diatur sehingga diperoleh putaran generator yang dikehendaki. Jika pada beban konsumen terjadi penurunan beban sebesar (X), maka beban komplemen akan dilewati arus yang rata-ratanya akan sebesar penurunan arus akibat turunnya beban konsumen (X). Dengan demikian generator akan dibebani dengan total beban yang selalu konstan.

Oleh karena daya yang masuk ke turbin dibuat tetap dan beban yang dirasakan oleh generator juga selalu tetap, maka putaran generator senantiasa juga tetap. Dengan kata lain, jika debit air konstan maka generator harus dibebani dengan daya konstan agar putaran generator selalu tetap. Oleh karena beban konsumen tidak selalu konstan, maka untuk menjaga kestabilan putaran turbin generator diperlukan beban komplemen yang besarnya diatur oleh ELC sedemikian rupa sehingga :

Beban Konsumen + Beban Komplemen = Kapasitas Nominal Generator

Sistem Kontrol Electronic Load Controller (ELC)
Pengaturan putaran generator mikrohidro dengan beban komplemen menggunakan sakelar elektronik yang terdiri atas tiga bagian utama, yaitu :

  • Sensor Arus dan Rangkaian Kontrol

Alat ini berfungsi untuk mendeteksi perubahan arus beban yang dihasilkan oleh generator sebagai akibat adanya perubahan arus pada beban konsumen yang kemudian akan dibandingkan dengan harga referensi yang telah ditentukan. Selanjutnya rangkaian kontrol akan memberikan aksi atas perubahan tersebut dengan memberikan trigger pada SCR sesuai dengan perubahan yang terjadi.

  • Sakelar Elektronik (SCR)

Digunakannya SCR karena dengan mengguna-kan arus pengontrol yang kecil dapat men switch arus yang jauh lebih besar. SCR berfungsi sebagai pemutus dan penghantar arus ke beban
komplemen yang pengoperasiannya diatur oleh modul kontrol berdasarkan perubahan yang terjadi. Penghantaran dan pemutusan arus dapat dilakukan dengan cara mengatur sudut
penyalaan. Modul kontrol yang digunakan adalah modul kontrol yang mendeteksi perubahan arus dan mengubahnya menjadi tegangan, kemudian mengaktifkan gate SCR dengan perubahan arus yang terjadi.

  • Beban Komplemen

Beban komplemen digunakan sebagai tempat pengalihan daya dari perubahan yang terjadi pada beban sebenarnya dengan tujuan untuk menjaga agar putaran generator tetap konstan meskipun terjadi perubahan arus pada beban sebenarnya.

Beban konsumen pada PLTM sebagian besar berupa beban penerangan untuk kebutuhan rumah tangga. Karenanya penyaluran daya yang dibutuhkan adalah per fasa, sehingga akan terjadi ketidak-
seimbangan daya. Sensor arus pada setiap fasa pada beban komplemen akan memberikan beban yang tetap konstan dan seimbang. PLTM akan mengalirkan arus ke beban konsumen pada setiap fasa melalui trafo arus sebagai sensor arus dari panel kontrol beban komplemen. Arus sensor ini berperan sebagai input pada rangkaian kontrol. Besar arus sensor senantiasa sebanding dengan besar arus beban konsumen
atau arus total generator pada setiap fasa. Fungsi arus sensor diubah dari yang semula fungsi arus menjadi fungsi tegangan, kemudian masuk ke rangkaian konverter. Di sini bentuk tegangan diubah menjadi tegangan searah sinus setengah gelombang. Oleh rangkaian operational amplifier (Op-Amp), bentuk
tegangan ini akan diubah menjadi gelombang segitiga, dan selanjutnya akan dibandingkan dengan gelombang gigi gergaji yang nilainya konstan. Gelombang gigi gergaji dan gelombang segitiga mempunyai
prioda yang sama, karena keduanya berasal dari sumber jala-jala yang sama dengan frekuensi 50 Hz. Besar tegangan gelombang segitiga akan dipengaruhi oleh perbandingan besar arus sensor dan tegangan
referensi pada rangkaian setting kapasitas. Hasil perbandingan ini akan menentukan apakah outputnya berupa pulsa lebar ataukah pulsa sempit. Selanjutnya output tersebut akan masuk ke rangkaian logik
bersama dengan pulsa cacah yang dihasilkan oleh rangkaian osilator konstan. Output rangkaian logik akan menginjeksi trafo pulsa melalui rangkaian darlington. Output trafo pulsa akan memberikan sudut
kelambatan pernyalaan pada pulsa dua buah SCR yang dipasang anti paralel. Sudut kelambatan pernyataan ini akan dipengaruhi oleh perubahan beban. Jika beban konsumen besar, maka sudut kelambatan pernyalaan akan membesar pula. Hal ini akan menyebabkan konduktifitas pada SCR mengecil sehingga daya yang disalurkan ke beban komplemen juga kecil. Demikian pula sebaliknya, sehingga total beban akan tetap konstan.

  Anda belum mendaftar atau login.
Anda dapat turut serta menuliskan artikel disini, caranya klik disini
Ada pertanyaan? Ingin berdiskusi? silahkan tulis di Alpensteel Forum

Fast Contact

Show Room & Factory:
 
Jalan Laksanama
Nurtanio Nomor 51
Bandung 40183 - Indonesia
 
Phone Line1:
022- 603-8050 (08:00-17:00)
 
Handphone:
0852-111-111-77 
0852-111-111-100
 
 
 
PageRank  Hit Counters
free counters
Alpen Steel Facebook