Diagram Alir

BAB III METODE PENELITIAN

3.9 Diagram Alir

Diagram alir dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.10

Gambar 3.10 Diagram alir

21 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian

Pada penelitian ini telah didapatkan hasil dari masing-masing variasi berupa gaya pengimbang torsi 𝐹 dan kecepatan putar poros 𝑛. Hasil tersebut kemudian diterapkan menggunakan persamaan yang kemudian mendapatkan hasil dari koefisien daya dan nilai tip speed ratio. Penelitian ini dilakukan dengan kacepatan angin 8 m/s dan jarak fan blower 1,5 . Variasi yang digunakan merupakan kemiringan pitch angle 0^o,5^o,10^o,15^o dan memiliki kemiringan 70 ^o. Pengambilan data dilakukan dengan tiga kali percobaan disetiap variasinya agar mendapatkan hasil yang akurat. Data penelitian untuk variasi kincir angin Darrieus delta dengan posisi pitch angle 0° dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data penelitian dari variasi pitch angle 0°

No Beban Putaran poros Putaran poros rata-rata

(N) (rpm) (rpm)

167.5

0 0 174.5 168.9

164.8 147.4

1 0.3 160.5 150.5

143.8 127.7

2 0.6 128.6 128.0

127.8 112.1

3 0.9 109.3 111.3

112.6 92.2

4 1.2 87.4 89.1

87.9 74.1

5 1.6 77.6 74.5

71.8 57.2

6 1.7 62.8 60.3

61.1

22

Tabel 4.1 Data penelitian dari variasi pitch angle 0° (lanjutan)

No Beban

(N)

Putaran poros (rpm)

Putaran poros rata-rata (rpm)

39.5

7 1.8 42.4 39.7

37.2 23.7

8 2 27.5 27.0

30

Data penelitian untuk variasi kincir angin Darrieus delta dengan posisi pitch angle 5° dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4. 2 Data penelitian dari variasi pitch angle 5°

No Beban Putaran poros Putaran poros rata-rata

(N) (rpm) (rpm)

184.2

0 0 182.4 184.7

184.8 179.3

1 0.3 178.2 179.3

180.4 162.4

2 0.8 167.7 166.2

168.6 158.7

3 1.1 161.1 161

163.2 141.6

4 1.4 141.1 143.1

146.7 136.3

5 1.6 136.8 137.1

138.3 124.3

6 1.8 117.5 120.5

119.8 105.8

7 2 102.8 103

100.4

23

Tabel 4.2 Data penelitian dari variasi pitch angle 5° (lanjutan)

Data penelitian untuk variasi kincir angin Darrieus delta dengan posisi pitch angle 10° dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Data penelitian dari variasi pitch angle 10°

No Beban Putaran poros Putaran poros rata-rata

(N) (rpm) (rpm)

190.8

0 0 192.1 191

190.1 172.1

1 0.2 170 170.1

168.4 150.7

2 0.5 154.8 154.3

157.4 141.6

3 0.7 144.3 144.1

146.6 136.4

4 0.9 131.7 133.8

133.5 115.2

5 1.1 116.1 114.5

112.2 103.8

6 1.2 101.2 104.6

108.9 86.5

7 1.4 92.5 89.4

89.4 79.6

8 1.5 72.8 76.6

77.4

No Beban Putaran poros Putaran poros rata-rata

(N) (rpm) (rpm)

49.2

9 2.2 47.4 49.2

50.2 33.4

10 2.3 34.1 35.2

38.1

24

Tabel 4.3 Data penelitian dari variasi pitch angle 10° (lanjutan) 61.7

9 1.7 69 64.2

62 25

10 1.8 24.8 26.3

29.1

Data penelitian untuk variasi kincir angin Darrieus delta dengan posisi pitch angle 15° dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Data penelitian dari variasi pitch angle 15°

No Beban Putaran poros Putaran poros rata-rata

(N) (rpm) (rpm)

193.2

0 0 197.2 196.9

200.4 182.4

1 0.1 184.1 183.7

184.8 176.4

2 0.4 175.3 175

173.3 162.2

3 0.7 163.5 159.8

153.8 145.3

4 0.9 149.5 145.7

142.5 134.3

5 1 133.5 133.5

132.9 125.7

6 1.3 130.7 127.5

126.1 106.6

7 1.4 109.7 106.3

102.7 95.1

8 1.5 96.5 95.4

94.6

25

Tabel 4.4 Data penelitian dari variasi pitch angle 15° (lanjutan) 70

9 1.6 76.5 73.0

72.7 41.1

10 1.7 40.2 40.9

41.4

4.2 Pengolahan Data

Pengolahan data pada penelitian dibutuhkan asumsi guna mempermudah perhitungan atau pengolahan data. Asumsi tersebut yaitu:

1. Tinggi kincir (t) : 0,75 m

2. Diameter dan jari-jari rotor (D) (r) : 0,83 m dan 0,415 m 3. Luas tangkapan angin (A) : 0,4182 m²

4. Densitas massa udara : 1,15 kg/m³ 5. Kecepatan angin (v) : 8 m/s

6. Lengan torsi (l) : 0,3 m

7. Gaya pengimbang torsi yang tertera sudah merupakan hasil kalkulasi dari beban yang tertera pada neraca dengan beban neraca.

Data-data tersebut kemudian diolah akan menghasilkan parameter-parameter yang menjadi tujuan dari penelitian, parameter-parameter tersebut adalah koefisien daya dan tip speed ratio. Demi mencapai nilai parameter yang diinginkan, maka penulis harus memperhatikan skema parameter, terlihat pada skema parameter bahwa parameter-parameter tersebut dipengaruhi oleh 𝑃_𝑖𝑛 dan 𝑃_𝑜𝑢𝑡. Pengolahan dan perhitungan data di bawah ini akan dilakukan dengan menggunakan satu data dari salah satu tabel, sebagai contoh.

4.2.1 Perhitungan daya angin

Dengan menggunakan persamaan, diketahui bahwa 𝜌= 1,15 kg/m³, A= 0,4182 m², diameter 0,83, dan V= 8 m/s, maka:

𝑃_𝑖𝑛 = ¹

2𝑥 𝜌 𝑥 𝐴 𝑥 𝑣³

26 𝑃_𝑖𝑛= 1

2𝑥 1,15 𝑥 0,4182 𝑥 8³ 𝑃_𝑖𝑛 = 123,1 𝑤𝑎𝑡𝑡 4.2.2 Perhitungan Daya Kincir Angin

Untuk mengetahui hasil daya kincir angin (𝑃_𝑜𝑢𝑡) maka mencari hasil torsi dan kecepatan sudut (𝜔) dengan menggunakan rumus persamaan

Dengan menggunakan Tabel 4.4, diketahui bahwa F = 0,4 N, lengan torsi = 0,3 m 𝑇 = 𝐹. 𝐼

𝑇 = 0,4 𝑥 0,3 𝑇 = 0,12 𝑁𝑚

Dengan mengetahui kecepatan putar poros kincir (n)= 175 rpm, maka kecepatan sudut adalah:

𝜔 = 2 𝜋 𝑛

60 𝑟𝑎𝑑/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝜔 = 2 𝑥 𝜋 𝑥 175

60 𝑟𝑎𝑑/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝜔 = 18,32 𝑟𝑎𝑑/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

Setelah mendapatkan hasil dari Torsi dan Kecepatan sudut maka dapat mengetahui hasil perhitungan daya kincir angin

𝑃_𝑜𝑢𝑡 = 𝑇. 𝜔 𝑃_𝑜𝑢𝑡 = 0,12 𝑥 18,32

𝑃_𝑜𝑢𝑡 = 2,19 𝑤𝑎𝑡𝑡 4.2.3 Perhitungan Tip Speed Ratio

Dengan menggunakan rumus persamaan, diketahui kecepatan sudut (ω) = 18,32 rad/detik, jari-jari kincir angin= 0,415 dan kecepatan angin (v)= 8 m/s

𝜆 = 𝜔. 𝑟 𝑣

27

𝜆 = 18,32 𝑥 0,415 8 𝜆 = 0,95 4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya

Dengan mengetahui hasil perhitungan daya kincir angin (𝑃_𝑜𝑢𝑡) yaitu watt dan hasil perhitungan daya angin (𝑃_𝑖𝑛) yaitu watt, maka perhitungan koefisien daya (𝐶_𝑃) dapat dilakukan. Dengan menggunakan rumus persamaan

𝐶_𝑃 =𝑃_𝑜𝑢𝑡

𝑃_𝑖𝑛 𝑥 100%

𝐶_𝑃 = 2,19

123,1𝑥 100%

𝐶_𝑃 = 0,17 % 4.3 Hasil Pengolahan Data

Berikut adalah hasil pengolahan data yang telah didapat dari penelitian kincir angin Darrieus delta dapat dilihat pada Tabel 4.5,4.6,4.7,4.8.

Tabel 4.2 Data hasil pengolahan pada variasi pitch angle 0°

Beban (N)

Kecepatan putar (rpm)

Torsi (Nm)

Kecepatan sudut (rad/detik)

𝑃_𝑖𝑛 (watt)

𝑃_𝑜𝑢𝑡 (watt)

TSR 𝐶_𝑃

(%)

0 168.9 0 17.68 123.1 0.00 0.92 0.00

0.3 150.6 0.09 15.76 123.1 1.41 0.82 1.15

0.6 128.0 0.18 13.40 123.1 2.41 0.70 1.96

0.9 111.3 0.27 11.65 123.1 3.14 0.60 2.56

1.2 89.2 0.36 9.33 123.1 3.35 0.48 2.73

1.6 74.5 0.48 7.80 123.1 3.74 0.40 3.04

1.7 60.4 0.51 6.32 123.1 3.22 0.33 2.62

1.8 39.7 0.54 4.16 123.1 2.24 0.22 1.82

2 27.1 0.6 2.83 123.1 1.69 0.15 1.38

28

Tabel 4.3 Data hasil pengolahan pada variasi pitch angle 5°

Beban (N)

Kecepatan putar (rpm)

Torsi (Nm)

Kecepatan sudut (rad/detik)

𝑃_𝑖𝑛 (watt)

𝑃_𝑜𝑢𝑡 (watt)

TSR 𝐶_𝑃

(%)

0 184.2 0 19.33 123.1 0.00 1.00 0.00

0.3 179.4 0.08 18.77 123.1 1.68 0.97 1.45

0.8 162.4 0.18 17.39 123.1 4.17 0.90 3.58

1.1 158.7 0.24 16.85 123.1 5.56 0.87 4.77

1.4 141.6 0.27 14.98 123.1 6.29 0.78 5.40

1.6 136.3 0.33 14.28 123.1 6.85 0.74 5.89

1.8 124.3 0.42 12.61 123.1 6.81 0.65 5.85

2 105.8 0.49 10.78 123.1 6.46 0.56 4.82

2.1 82.6 0.54 8.91 123.1 5.61 0.46 4.82

2.2 49.2 0.58 5.16 123.1 3.41 0.27 2.93

2.3 33.4 0.62 3.68 123.1 2.54 0.19 2.18

Tabel 4.4 Data hasil pengolahan pada variasi pitch angle 10°

Beban (N)

Kecepatan putar (rpm)

Torsi (Nm)

Kecepatan sudut (rad/detik)

𝑃_𝑖𝑛 (watt)

𝑃_𝑜𝑢𝑡 (watt)

TSR 𝐶_𝑃

(%)

0 191.0 0 19.99 123.1 0.00 1.04 0.00

0.2 170.2 0.06 17.81 123.1 1.07 0.92 0.87

0.5 154.3 0.15 16.15 123.1 2.42 0.84 1.97

0.7 144.2 0.21 15.09 123.1 3.17 0.78 2.57

0.9 133.9 0.27 14.01 123.1 3.78 0.73 3.07

1.1 114.5 0.33 11.98 123.1 3.95 0.62 3.21

1.2 104.6 0.36 10.95 123.1 3.94 0.57 3.2

1.4 89.5 0.42 9.36 123.1 3.93 0.49 3.19

1.5 76.6 0.45 8.02 123.1 3.61 0.42 2.93

1.7 64.2 0.51 6.72 123.1 3.43 0.35 2.79

1.8 26.3 0.54 2.75 123.1 1.49 0.14 1.21

1.8 24.8 0.54 2.60 123.1 1.40 0.13 1.14

29

Tabel 4.5 Data hasil pengolahan pada variasi pitch angle 15°

Beban (N)

Kecepatan putar (rpm)

Torsi (Nm)

Kecepatan sudut (rad/detik)

𝑃_𝑖𝑛 (watt)

𝑃_𝑜𝑢𝑡 (watt)

TSR 𝐶_𝑃

(%)

0 196.9 0 20.6 123.1 0.00 1.07 0.00

0.1 183.8 0.03 19.2 123.1 0.58 1.00 0.47

0.4 175.0 0.12 18.3 123.1 2.20 0.95 1.79

1.7 159.8 0.21 16.7 123.1 3.51 0.87 2.85

1.9 145.8 0.27 15.3 123.1 4.12 0.79 3.35

1 133.6 0.3 14.0 123.1 4.19 0.73 3.41

1.3 127.5 0.39 13.3 123.1 5.20 0.69 4.23

1.4 106.3 0.42 11.1 123.1 4.67 0.58 3.8

1.5 95.4 0.45 10.0 123.1 4.49 0.52 3.65

1.6 73.1 0.48 7.6 123.1 3.67 0.40 2.98

1.7 40.9 0.51 4.3 123.1 2.18 0.22 1.77

4.4 Grafik Hasil Data Pengolahan

Dari data diatas yang telah dilakukan sebelumnya dengan menggunakan persamaan yang diinginkan. Selanjutnya data tersebut dapat membuat grafik hubungan kecepatan 𝑛(rpm) serta grafik hubungan nilai torsi 𝑇(Nm) dan grafik hubungan nilai tip speed ratio (λ) terhadap koefisien daya C_p (%) dari sertiap data variasi.

4.4.1 Grafik Hasil Pengolahan Data Pada Variasi Pitch Angle 0°

Pada pengolahan data di Tabel 4.5 dengan variasi pitch angle 0° dapat dibuat grafik sebagai berikut, grafik tersebut berupa grafik hubungan kecepatan putar poros 𝑛 (rpm) terhadap hubungan nilai torsi 𝑇(Nm).

30

Dari Gambar 4.1 terdapat grafik yang menunjukkan adanya penurunan linier dengan bertambahnya nilai torsi yang dihasilkan.

Pada Gambar 4.2 terdapat hubungan antara nilai tip speed ratio (λ) terhadap nilai koefisien daya 𝐶_𝑝 (%) pada variasi sudut sudu 0° terdapat persamaan yang dapat menghasilkan nilai tip speed ratio pada koefisien daya maksimal yang dapat dihasilkan kincir angin Darrieus delta.

𝐶_𝑝 = −14.244𝜆²+ 13.404𝜆 − 0.3117

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

KecepatanPutar, n (rpm)

Torsi, T (Nm)

y = -14.244λ2 + 13.404λ - 0.3117

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Koefisien Daya, CP(%)

Tip Speed Ratio, λ

Gambar 4.1 Grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi pada variasi pitch angle 0°

Gambar 4.2 Grafik koefisien daya dan tsr pada variasi pitch angle 0°

31 Mencari 𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} sebagai berikut:

𝑑𝐶_𝑝 𝑑𝜆 =∪

0 = 2(−14,244𝜆²) + 13,404𝜆 0 = −28,488 + 13,404

28,488 = 13,404 𝜆 =13,404

28,488 𝜆 = 0,470

Nilai maksimal tip speed ratio kemiringan sudut sudu 0° adalah 0,470.

Dengan demikian nilai koefisien daya maksimal dapat dicari sebagai berikut:

𝐶_{𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −14,244𝜆²+ 13,404𝜆 + (−0,3117) 𝐶_{𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −14,244(0,470)²+ 13,404(0,470) + (−0,3117)

𝐶_{𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = 2,8 %

Dengan demikian nilai C_{p maksimal} pada kincir angin Darrieus delta dengan variasi kemiringan sudut sudu 0° sebesar 2,84% dan nilai tip speed ratio 0,470.

32

4.3.2 Grafik Hasil Pengolahan Data Pada Variasi Pitch Angle 5°

Pada pengolahan data di Tabel 4.6 dengan variasi pitch angle 5° dapat dibuat grafik sebagai berikut, grafik tersebut berupa grafik hubungan kecepatan putar poros 𝑛(rpm) terhadap hubungan nilai torsi 𝑇(Nm).

Dari Gambar 4.3 terdapat grafik yang menunjukkan adanya penurunan linier dengan bertambahnya nilai torsi yang dihasilkan.

0 50 100 150 200 250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Kecepatan Putar, n(rpm)

Torsi, T (Nm)

y = -29.146λ2 + 34.144λ - 3.901

0 1 2 3 4 5 6 7

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

Koefisien Daya, CP(%)

Tip Speed Ratio, λ

Gambar 4.3 Grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi pada variasi pitch angle 5°

Gambar 4.4 Grafik koefisien daya dan tsr pada variasi pitch angle 5°

33

Pada Gambar 4.4 terdapat hubungan antara nilai tip speed ratio (λ) terhadap nilai koefisien daya 𝐶_𝑃 (%) pada variasi sudut sudu 5° terdapat persamaan yang dapat menghasilkan nilai tip speed ratio pada koefisien daya maksimal yang dapat dihasilkan kincir angin Darrieus delta.

𝐶_𝑃 = −29,146𝜆²+ 34,144𝜆 − 3,901 Mencari 𝐶_{𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} sebagai berikut:

𝑑𝐶_𝑃 𝑑𝜆 =∪

0 = 2(−29,146𝜆²) + 34,144𝜆 0 = −58,292 + 34,144

58,292 = 34,144 𝜆 =34,144

58,292 𝜆 = 0,585

Nilai maksimal tip speed ratio kemiringan sudut sudu 5° adalah 0,585

Dengan demikian nilai koefisien daya maksimal dapat dicari sebagai berikut:

𝐶_{𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −29,146𝜆²+ 34,144𝜆 + (−3,901) 𝐶_{𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −29,146(0,585)²+ 34,144(0,585) + (−3,901)

𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = 6 %

Dengan demikian nilai 𝐶_𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙 pada kincir angin Darrieus delta dengan variasi kemiringan sudut sudu 5° sebesar 6 % dan nilai tip speed ratio 0,585.

4.3.3 Grafik Hasil Pengolahan Data Pada Variasi Pitch Angle 10°

34

Pada pengolahan data di Tabel 4.7 dengan variasi pitch angle 10° dapat dibuat grafik sebagai berikut, grafik tersebut berupa grafik hubungan kecepatan putar poros 𝑛(rpm) terhadap hubungan nilai torsi 𝑇(Nm).

Dari Gambar 4.5 terdapat grafik yang menunjukkan adanya penurunan linier dengan bertambahnya nilai torsi yang dihasilkan

0 50 100 150 200 250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Kecepatan Putar,n(rpm)

Torsi, T (Nm)

y = -13.277λ2 + 14.173λ - 0.5255

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Koefisien Daya, CP(%)

Tip Speed Ratio, λ

Gambar 4.5 Grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi pada variasi pitch angle 10°

Gambar 4.6 Grafik koefisien daya dan tsr pada variasi pitch angle 10°

35

Pada Gambar 4.6 terdapat hubungan antara nilai tip speed ratio (λ) terhadap nilai koefisien daya 𝐶_𝑃 (%) pada variasi sudut sudu 10° terdapat persamaan yang dapat menghasilkan nilai tip speed ratio pada koefisien daya maksimal yang dapat dihasilkan kincir angin Darrieus delta.

𝐶_𝑝 = −13,277𝜆²+ 14,173𝜆 − 0,5255 Mencari 𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} sebagai berikut:

𝑑𝐶_𝑝 𝑑𝜆 =∪

0 = 2(−13,277𝜆²) + 14,173𝜆 0 = −28,554 + 14,173

28,554 = 14,173 𝜆 =14,173

28,554 𝜆 = 0,496

Nilai maksimal tip speed ratio kemiringan sudut sudu 10° adalah 0,496 Dengan demikian nilai koefisien daya maksimal dapat dicari sebagai berikut:

𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −13,277𝜆²+ 14,173𝜆 + (−0,5255) 𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −13,277(0,496)²+ 14,173(0,496) + (−0,5255)

𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = 3,2 %

Dengan demikian nilai 𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} pada kincir angin Darrieus delta dengan variasi kemiringan sudut sudu 10° sebesar 3,2% dan nilai tip speed ratio 0,496.

36

4.3.4 Grafik Hasil Pengolahan Data Pada Variasi Pitch Angle 15°

Pada pengolahan data di Tabel 4.8 dengan variasi pitch angle 15° dapat dibuat grafik sebagai berikut, grafik tersebut berupa grafik hubungan kecepatan putar poros 𝑛(rpm) terhadap hubungan nilai torsi 𝑇 (Nm).

Dari Gambar 4.7 terdapat grafik yang menunjukkan adanya penurunan linier dengan bertambahnya nilai torsi yang dihasilkan.

0 50 100 150 200 250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Kecepatan Putar, n (rpm)

Torsi, T (Nm)

y = -17.481λ2 + 20.621λ - 2.1502

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Koefisien Daya, CP(%)

Tip Speed Ratio,λ

Gambar 4.7 Grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi pada variasi pitch angle 15°

Gambar 4.8 Grafik koefisien daya dan tsr pada variasi pitch angle 15°

37

Pada Gambar 4.8 terdapat hubungan antara nilai tip speed ratio (λ) terhadap nilai koefisien daya 𝐶_𝑝 (%) pada variasi sudut sudu 15° terdapat persamaan yang dapat menghasilkan nilai tip speed ratio pada koefisien daya maksimal yang dapat dihasilkan kincir angin Darrieus delta.

𝐶_𝑝 = −17,481𝜆²+ 20,621𝜆 − 2,1502 Mencari 𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} sebagai berikut:

𝑑𝐶_𝑝 𝑑𝜆 =∪

0 = 2(−17,481𝜆²) + 20,621𝜆 0 = −34,962𝜆 + 20,621

34,962 = 20,621 𝜆 =20,621

34,962 𝜆 = 0,589

Nilai maksimal tip speed ratio kemiringan sudut sudu 15° adalah 0,589 Dengan demikian nilai koefisien daya maksimal dapat dicari sebagai berikut:

𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −17,481𝜆²+ 20,621𝜆 + (−2,1502) 𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = −17,481(0,589)²+ 20,621(0,589) + (−2,1502)

𝐶_{𝑝 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙} = 3,9 %

Dengan demikian nilai C_{p maksimal} pada kincir angin Darrieus delta dengan variasi kemiringan sudut sudu 15° sebesar 3,9 % dan nilai tip speed ratio 0,589.

38 4.5 Pembahasan

Dari Gambar 4.9 mendapatkan hasil bahwa kincir angin sumbu vertikal Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan 70^𝑜 pada variasi 0^𝑜 mendapatkan torsi 0.6 N.m pada kecepatan poros 27,1 rpm. Kincir angin sumbu vertikal Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan 70^𝑜 pada variasi 5^𝑜 mendapatkan torsi 0.62 N.m pada kecepatan poros 35.2 rpm. Kincir angin sumbu vertikal Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan 70^𝑜 pada variasi 10^𝑜 mendapatkan torsi 0,54 N.m pada kecepatan poros 26,3 rpm. Kincir angin sumbu vertikal Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan 70^𝑜 pada variasi 15^𝑜 mendapatkan torsi 0.51 pada kecepatan poros 40,9 rpm

Gambar 4.9 Grafik kecepatan poros dan torsi pada semua variasi pitch angle

0 50 100 150 200 250

0 0,2 0,4 0,6 0,8

Kecepatan Putar Poros, n (rpm)

Torsi, T (Nm)

0 5 10 15 Linear (0) Linear (5) Linear (10) Linear (15)

39 Tabel 4.6 Data hasil masing-masing variasi

No Variasi Kincir angin

Daya angin (P_in) watt

Daya angin (P_out)

watt

Tip speed ratio maksimal (λ _maksimal)

Koefisien Daya maksimal (C_{P maksimal}) 1 Sudut sudu 0° 123.1 watt 3,74 watt 0,470 2,8 %

2 Sudut sudu 5° 123.1 watt 6,85 watt 0,585 6 % 3 Sudut sudu 10° 123.1 watt 3,95 watt 0,496 3,2 % 4 Sudut sudu 15° 123.1 watt 5,20 watt 0,589 4 %

Dari Gambar 4.10 ringkasan dari kincir angin Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan 70^𝑜, variasi 0^𝑜 kemiringan sudut sudu mengdapatkan hasil nilai tip speed ratio maksimal (TSR maksimal) 0,470, untuk nilai koefisien daya maksimal (C_{P maksimal}) 2,84 %. Variasi 5^𝑜 kemiringan sudut sudu mengdapatkan hasil nilai tip speed ratio maksimal (TSR maksimal) 0,585, untuk nilai koefisien daya maksimal (C_{P maksimal}) 6 %, variasi 10^𝑜 kemiringan sudut sudu mengdapatkan hasil nilai tip speed ratio maksimal (TSR maksimal) 0,496, untuk nilai koefisien daya maksimal (C_{P maksimal}) 3,2 %, variasi 15^𝑜 kemiringan sudut sudu mengdapatkan hasil nilai tip

Gambar 4.10 Grafik antara koefisien daya dengan tsr pada semua variasi pitch angle

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Koefisien Daya,Cp(%)

Tip Speed Ratio, λ

0 5 10 15 Poly. (0) Poly. (5) Poly. (10) Poly. (15)

40

speed ratio maksimal (TSR maksimal) 0,589, untuk nilai koefisien daya maksimal (C_{P maksimal}) 4 %. Nilai terbaik terdapat pada variasi 5^𝑜 dengan mengdapatkan hasil nilai tip speed ratio maksimal (TSR maksimal) 0,585, untuk nilai koefisien daya maksimal (C_{P maksimal}) 6 %.

41 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisa , didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

a) Telah selesai dirancang dan dibuat model kincir angin Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan sudu 70^𝑜 dan sudah digunakan dalam penelitian.

b) Kecepatan putar poros tertinggi pada saat tanpa pembebanan diperoleh pada model kincir angin dengan pitch angle 15^𝑜 menghasilkan kecepatan putar poros 196.9 rpm.

c) Kincir angin sumbu vertikal Darrieus delta 4 sudu dengan kemiringan 70^𝑜 yang menghasilkan nilai terbaik diperoleh pada model kincir angin pitch angle 5^𝑜 dengan koefisien daya 6 %.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian, terdapat beberapa saran :

a) Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai pitch angle yang nilainya lebih dari 0^𝑜, 5^𝑜, 10^𝑜, 15^𝑜 supaya dapat mengetahui variasi sudut yang menghasilkan nilai C_P lebih besar dari 5^𝑜.