Pernah mengalami mati listrik? Lalu kemudian pasti kalian mencari generator untuk mengalirkan listrik ke rumah sambil menunggu listrik dari PLN hidup. Terkadang pemahaman mengenai generator adalah sesimpel itu, yaitu sebuah alat yang dapat menghasilkan tenaga listrik. Jika dalam skala besar kita bisa sebut generator itu pembangkit listrik.
Tapi sebenarnya definisi dari generator itu sangat luas. Peranan generator untuk pembangkit listrik adalah salah satu fungsinya yang cukup vital yang sehari-hari kita rasakan.
Mari kita lihat secara lengkap pembahasan mengenai generator mulai dari definisi hingga aplikasinya. Lihat selanjutnya dan dapatkan pengetahuannya!
Definisi Generator Listrik
Generator listrik adalah sebuah alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Konsep kerja generator listrik adalah induksi elektromagnetik yang dihasilkan oleh induksi oleh Gaya Gerak Listrik atau biasa disingkat GGL. Sementara itu, GGL sendiri dipicu oleh gerakan kumparan pada medan magnet. Itu sebabnya disebut sebagai pembangkit listrik karena tidak serta merta generator menghasilkan listrik, tapi mengkonversikan energi gerak atau mekanis menjadi energi listrik.
Penggunaan istilah generator adalah gambaran bagaimana alat ini meng-“generate” arus AC dari energi mekanik. Sumber energi mekanik itu sendiri bisa beragam, seperti kincir angin, kincir air, mesin dengan sistem pembakaran/combustion engine, dan berbagai jenis lainnya. Generator sejauh ini masih dianggap sebagai sistem yang mengkonversi energi dalam jumlah paling besar.
Baca juga: Apa Itu Pompa Sentrifugal: Fungsi Dan Prinsip Cara Kerjanya
Hukum dan Prinsip Fisika pada Generator
Sebuah AC Generator menggunakan hukum Faraday mengenai induksi elektromagnetik dalam sistem kerjanya. Konsepnya adalah jika sebuah kumparan digerakkan secara konstan di dalam area medan magnet dan memotong garis garis gaya magnet, induksi elektromagnetik akan menghasilkan GGL pada konduktor tersebut berupa beda potensial atau tegangan.
Generator menghasilkan tegangan sesuai dengan kecepatan putaran (N), jumlah kawat pada kumparan (Z), dan jumlah dari garis gaya magnet pada medan magnet dimana kumparan tersebut diputar. Selain itu desain dan rancangan dari generator juga menentukan efisiensi sekaligus besarnya tegangan yang dihasilkan oleh generator.
Konversi Energi Mekanis menjadi Listrik pada Generator
Kita akan membahas lebih detil mengenai proses konversi energi mekanis (energi gerak) menjadi energi listrik. Pertama yang akan kita lihat adalah induksi elektromagnetik yang merupakan dasar dari prinsip konversi energi ini. Induksi elektromagnetik adalah fenomena timbulnya GGL pada suatu kumparan yang disebabkan perubahan fluks magnetik karena kumparan tersebut bergerak melewati medan magnet.
Dasar dari fenomena induksi elektromagnetik ini adalah Hukum Faraday pertama yang berbunyi : “Gaya gerak listrik terinduksi pada rangkaian tertutup sama dengan negatif rate perubahan fluks magnetik terhadap waktu di dalam rangkaian.” Perubahan fluks magnetik yang dimaksud disebabkan oleh gerakan kumparan pada generator sehingga menghasilkan GGL.
Pada penjelasan sebelumnya kita mendengar istilah garis-garis gaya magnet. Definisi dari garis-garis gaya magnet adalah sebuah garis imajiner yang menggambarkan kekuatan dari sebuah medan magnet. Jika kumparan digerakkan pada medan magnet dan memotong garis garis gaya magnet tersebut maka akan terjadi beda potensial pada kumparan. Jika kita mengalirkan beda potensial pada kumparan tersebut maka akan terbentuk arus listrik. Pembentukan arus listrik inilah yang disebut dengan GGL.
Sejarahnya peristiwa induksi elektromagnetik pertama kali diteliti pada tahun 1831 oleh ilmuwan fisika yaitu Michael Faraday dan Yoseph Henry. Faraday adalah orang pertama yang menggambarkan konsep fluks magnetik menggunakan garis-garis gaya magnetik. Simbol untuk kekuatan medan magnetik dinyatakan dengan lambang B atau induksi magnetik yang menyatakan kerapatan garis gaya magnet.
Baca juga: Apa Itu Turbin? Berikut Cara Kerja Turbin Berdasarkan Fungsinya!
Komponen utama generator listrik
Setelah melihat konsep fisika dari AC Generator maka selanjutnyta kita akan melihat komponen yang menyusun sebuah generator listrik, sehingga dapat melakukan konversi seperti penjelasan sebelumnya. Komponen utama generator listrik adalah stator dan rotor. Perbedaan yang signifikan antara rotor dan stator adalah bahwa rotor adalah bagian yang berputar sedangkan stator adalah bagian yang tidak bergerak.
Berikut adalah penjelasan dari Stator dan Rotor:
1. Stator
Stator adalah bagian statis dari motor. Fungsi utama stator adalah membangkitkan medan magnet yang berputar. Rangka stator, inti stator dan lilitan stator adalah tiga bagian dari stator.
- Inti stator. Fungsi utama inti ini adalah menahan medan magnet tidak beraturan yang menghasilkan kerugian seperti Eddy Current.
- Lilitan stator. Lilitan stator biasanya dibuat terisolasi karena tegangan tinggi yang terinduksi di dalamnya
- Rangka stator. Bagian ini biasanya berbentuk besi silinder dan memiliki sirip-sirip sebagai alat bantu dalam proses pendinginan.
2. Rotor
Bagian motor yang berputar dikenal sebagai rotor. Inti rotor dan belitan rotor adalah bagian dari rotor. Lilitan rotor dieksitasi oleh suplai DC.
- Inti Rotor. Inti rotor yang memiliki fungsi sebagai jalan atau jalur fluks magnet.
- Lilitan Rotor. Lilitan rotor terdiri dari dua bagian, yaitu bagian penghantar sebagai jalur untuk arus pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi pada bagian ini harus benar-benar baik dalam hal kekuatan mekanisnya, ketahanannya akan suhu yang tinggi dan ketahanannya terhadap gaya sentrifugal yang besar.
Jenis-jenis generator listrik
Terdapat banyak sekali jenis generator listrik terbagi pada kegunaan dan manfaatnya masing-masing. Jenis generator juga berbeda pada skala penggunaannya mulai dari skala rumah, industri kecil, hingga industri skala besar bahkan pembangkit listrik.
1. Generator Set/Genset
Generator Set atau genset adalah generator yang paling banyak digunakan masyarakat sehari-hari. Alat ini terdiri dari pembangkit listrik dan penggerak yang berasal dari energi dinamo. Genset biasa digunakan sebagai sumber listrik alternatif jika tidak ada jangkauan listrik PLN atau sedang ada pemadaman listrik.
2. Generator Inverter
Generator inverter menghasilkan daya AC dan dengan menggunakan penyearah yang mengubah daya AC menjadi daya DC dan kemudian mengubahnya menjadi AC untuk memberikan arus yang stabil ke perangkat elektronik. Generator inverter berguna untuk peralatan seperti AC, lemari es, mobil, perahu dan kendaraan rekreasi yang membutuhkan nilai tegangan dan frekuensi tertentu.
3. Generator Industri
Aplikasi generator industri sangat berbeda dari generator untuk skala kecil. Generator industri atau generator untuk komersial skala besar harus lebih kuat dan kokoh serta bekerja dalam lingkungan dan kondisi yang berat. Generator industri biasanya memiliki banyak ragam karakteristik catu daya – dari 20 kW hingga 2500 kW, dari 120 hingga 48 volt dan pasokan fase tunggal hingga tiga fase.
Biasanya generator industri banyak di-custom sesuai kebutuhan industri yang membutuhkan. Ada banyak jenis generator industri dan dapat diklasifikasikan misalnya berdasarkan sifat bahan bakar yang digunakan untuk menjalankan mesin agar dapat menghasilkan tenaga listrik. Contoh bahan bakar yang digunakan seperti solar, bensin, gas alam, minyak tanah dan propana.
Fungsi Generator Listrik
Berikut adalah aplikasi dari generator pada fungsinya yang paling banyak dikenal yaitu membangkitkan listrik:
1. Penggunaan dalam Bidang Fisika
Fungsi dari segi fisika adalah dapat mengganti tegangan yang awalnya berupa bahan bakar menjadi energi listrik, sudah terdapat jenis 1 fasa serta 3 fasa. Daya listrik dari keduanya cenderung berbeda, Anda bisa memilihnya sesuai kebutuhan untuk rumahan atau gedung besar.
Genset 1 fasa bertegangan lebih tinggi daripada 3 fasa. Apabila penggunaannya sebagai keperluan industri pastikan memilih dengan tegangan tinggi. Penting Anda perhatikan terkait peletakannya, usahakan pada tempat kering, hindari potensi terkena cipratan air misalnya di teras.
2. Mengganti Arus DC ke AC
Sistem kerjanya yaitu mengganti arus DC ke AC untuk menghidupkan listrik sesuai perancangan yang ada dalam sebuah bangunan. Generator sendiri terdiri dari dua bagian yakni rotor adalah bagian penggerak serta stator yaitu magnet tetap dengan kutub saling berlawanan.
Mesin penggerak selanjutnya memutar rotor bentuk umumnya berupa motor bertugas melakukan pembakaran secara internal. Alat ini berfungsi jika berisi bahan bakar berupa solar, banyak sedikitnya menyesuaikan kapasitas dari mesin biasanya keterangannya pada bagian luar.
3. Alternatif Pembangkit Listrik Sementara
Seringnya terjadi pemadaman baik karena kondisi alam maupun penjadwalan PLN menuntut manusia untuk mencari solusinya. Fungsi lainnya sebagai penunjang keberhasilan penyelenggaraan acara besar yang memerlukan tegangan tinggi contohnya pernikahan, sunatan, dan aqiqahan.
Sebelum menggunakannya sebaiknya sediakan bahan bakar cadangan untuk meminimalisir jika sudah habis namun masih membutuhkannya. Proses menjalankannya perlu keahlian, namun bisa Anda pelajari secara otodidak adatu bertanya kepada orang yang sudah berpengalaman.
4. Penggunaan dari Segi Ekonomi
Perekonomian merupakan sektor penggerak kehidupan masyarakat. Kemajuan teknologi membekali berbagai alat sebagai penunjang keberhasilan atau solusi dari masalah yang sering terjadi yaitu pemadaman. Genset memiliki peran penting sebagai alternatif pembangkit listrik sementara.
Genset membantu selalu produktif, selain untuk bangunan besar juga berguna untuk pedagang kaki lima misalnya penjual es, bunga kapas, dan pemancingan portable. Ukurannya tentu bisa memilih berdasarkan kebutuhan, semakin kecil maka penggunaan bahan bakar sedikit.
5. Fungsi Secara Khusus
Generator listrik merupakan alat yang berfungsi sebagai alat bantu jika memerlukan tegangan besar. Masyarakat menjadikannya sebagai alternatif untuk membantu banyak pekerjaan, contohnya penerangan fasilitas umum.
Manfaatnya agar dapat meminimalisir terjadinya hambatan dalam menjalankan kegiatan. Produk ini sangat penting terutama pada daerah pelosok yang belum terjangkau listrik atau masih sulitnya akses menuju ke tempatnya.
6. Fungsi Secara Umum
Genset adalah alat pembangkit listrik cadangan yang menggunakan energi elektro kinetik. Kapasitasnya dapat menyesuaikan dengan besar ukurannya. Penerapannya sering Anda temukan salah satunya di supermarket untuk berjaga-jaga jika terjadi pemadaman.
Sumber energi penggeraknya yaitu dari proses pembakaran bahan bakar diesel, kemudian bisa bermanfaat guna menjalankan berbagai macam kegiatan. Pada prinsipnya tersusun dari kumparan kawat dan magnet permanen dengan penyusunan yang saling berlawanan.
Demikian penjelasan generator listrik yang penting Anda ketahui sebagai tambahan informasi. Sebaiknya sebelum menggunakannya pahami cara menghidupkan serta perawatannya, tujuannya supaya bertahan lama serta tidak menimbulkan konslet.
