BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.3 Grafik Hasil Perhitungan
Dari data yang sudah diperoleh, maka data tersebut akan diolah kembali kedalam bentuk grafik agar nanti bisa diketahui nilai-nilai perbandingan yang saling berkaitan antar data satu dengan yang lainnya. Berikutnya adalah grafik yang menggambarkan perbandingan dari data-data yang telah didapatkan dan diolah :
4.3.1 Grafik Hubungan Pembebanan Terhadap Putaran
Berdasarkan dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan dan
ditampilkan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.6 dapat dibuat grafik hubungan antara beban yang diberikan berupa lampu terhadap kecepatan putar poros yang
dihasilkan oleh kincir.
Dari hasil perhitungan yang sudah dilakukan, didapatkan grafik pembanding dari berbagai variasi sudut pengarah aliran air grafik sebagai berikut :
Gambar 4.1 : Grafik hubungan pembebanan terhadap putaran kincir pada 3 variasi pengarah aliran air
Pada grafik di atas, diketahui bahwa pembebanan lampu berpengaruh terhadap kecepatan poros. Terlihat bahwa kecepatan poros kincir akan mengalami penurunan apabila diberi beban. Hal ini disebabkan pemberian beban akan meningkatkan gaya lawan pada generator yang selanjutnya ditrasmisikan ke kincir. Pembebanan ini akan membuat poros kincir seperti mengalami pengereman sehingga kecepatan putar poros semakin lama akan menurun.
Pada grafik tersebut didapati kecepatan putar kincir pada sudut pengarah aliran air 60˚ memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan sudut yang lainnya. Akan tetapi pada sudut pengarah aliran air 60˚ memiliki nilai gradien lebih kecil, dengan kata lain penambahan beban lebih berpengaruh terhadap penurunan nilai putaran kincir.
Dalam grafik di atas juga terlihat bahwa kecepatan poros dengan sudut pengarah aliran air 60˚ mempunyai nilai yang lebih tinggi dibanding dengan variasi lainnya. Sesuai dengan hasil penelitian Prawira, hal ini karena penggunaan sudut 60˚ dapat lebih menutupi bagian cembung kincir sehingga dorongan air
y = -0,8274x + 252,37 y = -0,8739x + 265,15 y = -1,0065x + 287,79 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 0 20 40 60 80 100 120 Pu tar an K in ci r (R PM ) Beban (Watt)
yang mengarah ke sisi cekung lebih besar dibandingkan 2 variasi lainnya (Kailash, G., Eldho, T. I. and Prabu, S. V 2012). Nilai putaran tertinggi pada sudut 60˚ adalah 35,00 rpm, sedangkan pada sudut 45˚ memiliki nilai putaran tertinggi sebesar 32,59 rpm dan pada sudut 30˚ memiliki putaran tertinggi sebesar 31,28 rpm. Nilai ketiganya berada pada pembebanan lampu pertama.
4.3.2 Grafik Hubungan Pembebanan Terhadap Daya Listrik
Berdasarkan dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan dan ditampilkan pada tabel 4.1 sampai Tabel. 4.6 dapat dibuat grafik hubungan antara beban yang diberikan berupa lampu terhadap daya elektrik yang mampu dihasilkan oleh generator.
Gambar 4.2 : Grafik hubungan pembebanan terhadap daya listrik pada 3 variasi pengarah aliran air
Pada grafik diatas, diketahui bahwa hubungan pembebanan lampu berpengaruh terhadap besar daya listrik yang dihasilkan. Grafik diatas
0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000 0 20 40 60 80 100 120 D ay a (w att ) Beban (Watt)
menunjukan bahwa penggunaan pengarah aliran air dapat mempengaruhi daya yang dihasilkan. Data diatas menunjukan daya yang dihasilkan cenderung meninggkat terlebih dahulu ke titik tertinggi yang dapat dihasilkan, selanjutnya daya tersebut akan mengalami penurunan hingga ke titik terendah.
Pada grafik diatas nilai daya tertinggi terdapat pada sudut 60˚, pada sudut ini nilai daya elektrik tertinggi yang didapatkan sebesar 83,43 watt pada pembebanan keempat, dan nilai daya terendah pada beban kedelapan dengan daya sebesar 72,74 watt. Untuk sudut 45˚ daya listrik tertinggi sebesar 70,15 watt pada beban keempat dan nilai daya listrik terendah sebesar 56,81 watt pada beban kedelapan. Sedangkan untuk sudut 30˚ nilai daya tertinggi sebesar 62,21 watt pada pembebanan kedua dan nilai terendah daya yang dihasilkan sebesar 52,96 watt pada beban kedelapan.
Dengan hasil pengujian yang didapatkan maka sudut 60˚ memiliki nilai tertinggi dari semua variasi. Hal ini disebabkan pada sudut 60˚ dorongan air yang mengarah ke kincir lebih besar karna kemiringan pengarah aliran air sangat berpengaruh. Kemiringan tersebut dapat menutupi sisi cembung sirip sehingga lebih banyak air yang mengarah ke sisi cekung sirip (Prawira, Y. P. dan Wihadi, R. B. D. 2019).
4.3.3 Grafik Hubungan Tip Speed Ratio Terhadap Koefisien Daya
Berdasarkan dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan dan ditampilkan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.6 dapat dibuat grafik hubungan antara
Gambar 4.3 : Grafik hubungan Tip Speed Ratio (TSR) terhadap koefisien daya pada 3 variasi pengarah aliran air
Pada grafik diatas, diketahui bahwa hubungan nilai Tip Speed Ratio (TSR) dengan nilai Koefisien Daya (Cp) yang dihasilkan. Grafik diatas dapat menunjukan bahwa penggunaan pengarah aliran air dapat mempengaruhi besarnya nilai koefisien daya yang dihasilkan. Dapat dilihat pada grafik bahwa nilai Cp akan mengalami kenaikan ke titik maksimum dan selanjutnya akan mengalami penurunan seiring jumlah pembebana yang ditambahkan.
Pada grafik diatas, nilai Cp tertinggi berada pada pada variasi sudut 60˚ dengan nilai sebesar 0,57 pada TSR 1,92, untuk sudut 45˚ memiliki nilai Cp tertinggi sebesar 0,51 pada TSR 1,86 dan pada variasi sudut 30˚ memiliki Cp tertinggi sebesar 0,44 pada TSR 1,67. Dari data tersebut diketahui bahwa yang memiliki efisiensi tertingi pada ke 3 variasi pengarah aliran air adalah variasi sudut 60˚.
Hal ini disebabkan oleh kemiringan sudut 60˚ sehingga air yang mengalir banyak yang akan mengarah ke sisi cekung rotor dibandingkan sisi cembung rotor
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 Cp TSR
dan pada sudut 60˚ ini juga memiliki rasio putaran kincir yang lebih besar dibandingkan dengan variasi sudut lainnya.
Meskipun kincir dengan pengarah 30˚ memiliki efisiensi paling rendah, tetapi mampu menghasilkan daya pada TSR paling rendah dibandingkan sudut pengarah yang lain. Hal tersebut mengindikasikan bahwa kincir masih dapat bekerja pada putaran yang lebih rendah.
4.3.4 Grafik Hubungan Tip Speed Ratio Terhadap Koefisien Torsi
Berdasarkan dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan dan ditampilkan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.6 dapat dibuat grafik hubungan antara
Tip Speed Ratio terhadap koefisien torsi.
Gambar 4.4 : Grafik hubungan Tip Speed Ratio terhadap koefisien torsi pada 3 variasi pengarah aliran air
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 Ct TSR
Pada grafik diatas, diketahu bahwa hubungan nilai Tip Speed Ratio (TSR) dengan nilain Koefisien Torsi (Ct) yang dihasilkan. Grafik diatas dapat menunjukan bahwa penggunaan pengarah aliran air dapat mempengaruhi besarnya nilai koefisien torsi yang dihasilkan. Pada grafik diatas, nilai Ct akan mengalami kenaikan ke titik maksimum seiring dengan penambahan pembebanan. Pada grafik diatas, nilai Ct tertinggi berada pada variasi sudut 60˚ dengan nilai sebesar 0,32 pada TSR 1,54. Untuk sudut 45˚ memiliki nilai Ct tertinggi sebesar 0,29 pada TSR 1,7 dan pada variasi sudut 30˚ memiliki nilai Ct tertinggi 0,27 pada TSR 1,56. Dari data tersebut diketahui bahwa yang memiliki koefisien torsi tertinggi pada ke 3 variasi pengaruh sudut aliran air adalah variasi sudut 60˚.