FKMTF Indonesia
Magnetohydrodynamic (MHD) Electricity Generation

MHD, The Principle of Direct Energy Conversion Without Mechanics

Magnetohydrodynamic (MHD) Electricity Generation

Magnetohydrodynamic (MHD) generator merupakan salah satu bentuk konversi energi secara langsung (direct energy conversion) dari energy panas menjadi energi listrik tanpa menggunakan bagian mekanik di dalamnya. MHD generator dapat juga disebut dinamo fluida karena metal konduktor yang digunakan pada generator umumnya digantikan dengan fluida seperti ion plasma gas ataupun larutan elektrolit. Ketika sebuah konduktor bergerak melalui medan magnet, ia menciptakan medan listrik yang tegak lurus terhadap medan magnet dan arah gerakan konduktor. Inilah prinsipnya, yang ditemukan oleh Michael Faraday, dari pengamatannya terhadap generator listrik konvensional. Seorang fisikawan belanda, Antoon Lorentz merumuskan dalam persamaan matematika untuk mengukur dampaknya. Aliran (gerak) plasma konduksi melalui medan magnet menyebabkan voltase terbentuk (dan arus yang terkait mengalir) melintasi plasma, tegak lurus terhadap aliran plasma dan medan magnet sesuai dengan kaidah tangan kanan.

Generator Faraday

Konsep dari MHD generator pertama kali diperkenalkan oleh Michael Faraday dalam kuliahnya kepada Royal Society. Beliau melakukan eksperimen di Jembatan Waterloo, Inggris, untuk mengukur arus yang ditimbulkan aliran Sungai Thames terhadap medan magnetik bumi. Model Faraday merupakan model dasar yang umum digunakan.

Plasma dipercepat pada sebuah saluran dengan geometri khusus melewati medan magnet yang tegak lurus terhadap kecepatan (v), dengan menghubungkan tahanan pada elektroda di dinding saluran, mengalirlah arus listrik.

Hasil gambar untuk Generator Faraday

Selain itu ada pula model generator Faraday yang disegmentasi. Model ini meningkatkan daya yang dihasilkan dan meningkatkan efisiensi dari generator faraday kontinu. Perbedaannya terletak pada elektroda yang terbagi menjadi bagian yang lebih keecil dan dipisahkan oleh insulator, dan tahanan yang dihubungkan ke elektroda juga disesuaikan dengan jumlah elektrodanya.

Generator Hall

Generator Hall sebenarnya adalah pengembangan dari generator Faraday yang tersegmentasi. Jika pada generator Faraday tahanan yang digunakan banyak, pada generator ini tahanan langsung dihubungkan di elektroda pertama dan elektroda terakhir saluran. Hal ini dapat terealisasi karena Hall effect yang menyebabkan adanya medan listrik pada arah yang sejajar dengan arah kecepatan plasma, jika tidak dimanfaatkan, maka akan terbuang sia-sia.

MHD Segmented Electrodes Current Flow

Selain bentuk linear, dikembangkan pula berbagai bentuk MHD generator, seperti bentuk piringan, vortex, dll.

Aplikasi MHD generator

Sistem generator MHD dalam aplikasinya membutuhkan sumber gas dengan temperatur yang tinggi, yang bisa didapat dari pendingin reaktor nuklir, maupun pembakaran bahan bakar fosil.

MHD Electricity Generator

Expansion nozzle memperkecil tekanan pada plasma, sehingga kecepatannya meningkat ketika masuk ke saluran generator. Tetapi, tekanan yang turun juga akan menyebabkan turunnya temperature, yang menyebabkan resistansi plasma bertambah, sehingga diperlukan suhu yang sangat tinggi pada sumber awal. Jika gas keluaran tidak dihubungkan pada sistem lain, maka panas yang masih tinggi ini akan sia-sia, oleh karena itu, sistem ini dapat dihubungkan juga dengan sistem pembangkit lain seperti tenaga uap ataupun gas.

Kelebihan generator MHD

  • Sistem konversi energi langsung, sehingga tidak melalui komponen mekanik seperti turbin, sehingga meminimalisir energi yang hilang.
  • Tidak ada polusi termal air.
  • Lebih sederhana dibandingkan generator konvensional.
  • Efisiensi cukup tinggi hingga 50%.
  • Efisiensi dapat mencapai 60-80% ketika di kopel dengan sistem generator lain.

Kelemahan generator MHD

  • Listrik yang dihasilkan berupa arus DC, sehingga perlu inverter untuk merubahnya menjadi AC.
  • Harga konstruksi cukup tinggi.
  • Material untuk membuat saluran membutuhkan biaya pembuatan yang tinggi (harus tahan panas yang sangat tingi dan tidak korosif).
  • MHD tanpa magnet superkonduktor memliki efisiensi yang rendah.

 

oleh Suhandinata

Referensi

http://www.electrical4u.com/mhd-generation-or-magneto-hydro-dynamic-power-generation/

http://www.mpoweruk.com/mhd_generator.htm

https://www.kth.se/polopoly_fs/1.254026!/Menu/general/column-content/attachment/report04.pdf

http://www-htgl.stanford.edu/PIG/C4_S9.pdf

Dhareppagol Vishal G. 2013. The Future Power Generation with MHD Generators Magneto Hydro Dynamic generation. International Journal of Advanced Electrical and Electronics Engineering, Vol. 2, 101-105.

Krishnan, Ajith. 2013. Magnetohydrodynamic Power Generation. International Journal of Scientific and Research Publications, Vol. 3, 1-11.

Add comment