BAB IV PEMBAHASAN
4.3 GRAFIK HASIL PEMBAHASAN
4.3.1 Grafik hubungan torsi (T) dengan jumlah putar poros (rpm)
Grafik hubungan antara torsi (T) dengan jumlah putar poros (rpm) pada variasi pitch angle 0º dan kecepatan angin 6 m/s, di gambar 4.1
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara jumlah putar poros dengan torsi pada variasi pitch angle 0º
4.3.2 Grafik hubungan koefisien daya (𝐶𝑃) & tip speed ratio
Grafik hubungan antara Koefisien daya (𝐶𝑃) dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 0º dan kecepatan angin 6 m/s. di gambar 4.2
𝑛 = -360,72𝑇2- 100,47𝑇 + 456,22
0 100 200 300 400 500
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Jumlah putar poros (n)
Torsi
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara koefisien daya kincir dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 0º
4.3.3 Grafik hubungan torsi (T) dengan jumlah putar poros (rpm)
Grafik hubungan antara torsi (T) dengan jumlah putar poros (rpm) pada variasi pitch angle 15º dan kecepatan angin 6 m/s. di gambar 4.4
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara jumlah putar poros dengan torsi pada variasi pitch angle 15º
Cp = -0,9331tsr3+ 9,4091tsr2- 28,554tsr + 30,871 0
36
4.3.4 Grafik hubungan koefisien daya (𝐶𝑃) dengan tip speed ratio
Grafik hubungan antara Koefisien daya (𝐶𝑃) dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 15º dan kecepatan angin 6 m/s. di gambar 4.4
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara koefisien daya kincir dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 15º
4.3.5 Grafik hubungan torsi (T) dengan jumlah putar poros (rpm)
Grafik hubungan antara Torsi (T) dengan jumlah putar poros (rpm) pada variasi pitch angle 30º dan kecepatan angin 6 m/s. di gambar 4.7
Cp = -0,0808tsr3- 0,5203tsr2+ 9,6148tsr
0 5 10 15 20 25 30
3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Koefisien daya (Cp)
tip speed ratio
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara jumlah putar poros dengan torsi pada variasi pitch angle 30º
4.3.6 Grafik hubungan koefisien daya (𝐶𝑃) dengan tip speed ratio
Grafik hubungan antara Koefisien daya (𝐶𝑃) dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 30º dan kecepatan angin 6 m/s. di gambar 4.9
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara koefisien daya kincir dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 30º
𝑛 = 16,415𝑇2- 94,612𝑇 + 383,97
38
4.4 PEMBAHASAN
Dalam penelitian ini telah berhasil membuat model kincir angin sumbu horizontal tipe propeler tiga sudu dengan pitch angle yaitu 0º, 15º dan 30º.
Hembusan angin akan langsung mengenai bilah dan menyebabkan kincir berputar, variasi pitch angle sangat berpengaruh pada seberapa tinggi rendahnya nilai dari koefisien daya, tip speed ratio dan daya dari kincir yang dihasilkan.
Hubungan antara torsi dengan pembebanan berbanding lurus artinya semakin besar beban yang diberikan pada poros maka semakin besar torsi yang dihasilkan sebaliknya jika semakin kecil pembebanan yang diberikan pada poros maka torsi yang dihasilkan juga semakin kecil, setiap pembebanan yang diberikan pada poros maka akan mengalami penurunan putaran poros.
Dari gambar grafik 4.1, 4.3 dan 4.5 tentang hubungan antara jumlah putaran poros dengan torsi untuk tiga variasi pitch angle dapat dilihat bahwa torsi berbanding dengan jumlah putaran poros yang dihasilkan semakin kecil putaran poros maka semakin besar torsi yang dihasilkan. Gambar grafik diatas menunjukkan jika dilihat dari nilai maksimum pada treadline variasi pitch angle 0º untuk kecepatan angin 6 m/s di grafik 4.1 putaran poros sebesar 445 rpm dengan torsi 0, sedangkan jika dari hasil perhitungan sebelumnya maka nilai maksimum torsi 0,52 dengan putaran poros 333 rpm dan nilai maksimum treadline pada variasi pitch angle 15º untuk kecepatan angin 6 m/s di grafik 4.3 putaran poros sebesar 658 rpm dengan torsi 0, sedangkan jika dari hasil perhitungan sebelumnya maka nilai maksimum torsi 1,59 dengan putaran poros 319 rpm, dan untuk nilai maksimum treadline pada variasi pitch angle 30º untuk kecepatan angin 6 m/s di grafik 4.5 putaran poros sebesar 371 rpm dengan torsi 0, sedangkan jika dari hasil perhitungan sebelumnya maka nilai maksimum torsi 1,62 dengan putaran poros 166 rpm.
Kerapatan antara sudu satu dengan lainnya juga akan mempengaruhi putaran kincir juga semakin banyak jumlah sudu maka jumlah tangkapan angin untuk memutar poros kincir semakin besar, sedangkan semakin sedikit jumlah sudu maka luasan sudu penangkap sedikit dan kecepatan putar poros semakin rendah, dan variasi pitch angle berpengaruh terhadap jumlah putaran poros serta torsi yang
Dari gambar grafik 4.2, 4.4 dan 4.6 tentang hubungan antara koefisien daya kincir dengan tip speed ratio untuk tiga variasi pitch angle, koefisien daya merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir dengan daya angin, semakin besar daya yang dihasilkan maka koefisien daya akan semakin besar.
Faktor penentu dari nilai tip speed ratio seperti kecepatan angin dan putaran poros, semakin tinggi putaran poros maka semakin tinggi tip speed ratio yang akan dihasilkan sebaliknya jika semakin rendah putaran poros maka semakin rendah nilai tip speed ratio yang dihasilkan.
Dari gambar grafik diatas menunjukkan jika dilihat dari nilai maksimum pada treadline variasi pitch angle 0º untuk kecepatan angin 6 m/s di grafik 4.2 koefisien daya sebesar 8,10 % dengan tip speed ratio 4,50 sedangkan jika dari hasil perhitungan sebelumnya maka nilai maksimum koefisien daya sebesar 8,78 % dengan tip speed ratio 4,87 dan nilai maksimum treadline pada variasi pitch angle 15º untuk kecepatan angin 6 m/s di grafik 4.4 koefisien daya 25,40 % dengan tip speed ratio 4,65 sedangkan jika dari hasil perhitungan sebelumnya maka nilai maksimum koefisien daya sebessar 26,52 % dengan tip speed ratio 4,97 dan untuk nilai maksimum treadline pada variasi pitch angle 30º untuk kecepatan angin 6 m/s di grafik 4.6 koefisien daya 18,19 % dengan tip speed ratio 3,59 sedangkan jika dari hasil perhitungan sebelumnya maka nilai maksimum koefisien daya 18,59 dengan tip speed ratio 3,72. Untuk variasi pitch angle dan kecepatan angin berpengaruh terhadap koefisien daya dan tip speed ratio.
Tujuan dari pemilihan bahan yang berat dan kuat adalah agar massa grvitasi berada ditengah dan agar turbin angin tetap diposisi dan tidak goyang, ditambahkan juga plat baja ringan yang ditempatkan dibelakang dan depan bilah tujuannya agar memperkuat bilah agar tidak terjadi retak yang diakibatkan gaya dorong kebelakang dari arah datangnya angin saat kincir dalam posisi berhenti.
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang dilakukan untuk kincir angin tipe propeler tiga sudu dengan tiga variasi pitch angle yaitu 0º, 15º dan 30º, dapat disimpulkan sebagai berikut :
a. Koefisien puncak dan tip speed ratio yang diperoleh pada pitch angle 15º yakni 26,52% pada tip speed ratio 4,97, sementara untuk pitch angle 30º yakni 18,59 % pada tip speed ratio 3,72 dan untuk pitch angle 0º yakni 8,78
% pada tip speed ratio 4,87 pada kecepatan angin 6 m/s.
b. Daya maksimum yang dihasilkan oleh model kincir angin dengan pitch angle 15º adalah 55,68 watt, sementara untuk model kincir angin dengan pitch angle 30º adalah 39,03 watt dan untuk model kincir angin dengan pitch angle 0º adalah 18,45 watt pada kecepetan angin 6 m/s.
5.2 SARAN
Setelah dilakukan penelitian ini ada beberapa saran yang bisa digunakan untuk penelitian selanjutnya, adalah sebagai berikut :
a. Perlu dilakukan uji coba dengan variasi kecepatan angin yang rendah maupun tinggi.
b. Pengambilan data rpm harus tepat waktunya saat kincir masih berputar konstan.
c. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi sudut kemiringan dengan panjang yang sama untuk mengetahui sudut kemiringan yang baik.
Agus Dwi Catur, I Made Mara, I Kade Wiratama, I Made Adi Sayoga., 2014.
PENGARUH VARIASI JUMLAH BLADE TERHADAP AERODINAMIK PERFORMAN PADA RANCANGAN KINCIR ANGIN 300 Watt. Teknik Mesin Universita Mataram.
Aziz Hastuti. Suyanto Heri. Arifin Zainal., 2018. ANALISIS KELAYAKAN TURBIN ANGIN KECEPATAN RENDAH TIPE NT1000W DI WILAYAH TERPENCIL. Teknik elektro, Sekolah Tinggi Teknik PLN, Jakarta.
Daryanto, Y., 2007. Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu. Balai PPTAGG- UPT-LAGG.
Dewantoro Lama Twelu, Fredericus Dwi Putra., 2011. UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU DATAR DENGAN LIMA VARIASI SUDUT KEMIRINGAN SUDU. Tugas akhir, Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Latif, Melda., 2013. Efisiensi Prototipe Turbin Savonius pada Kecepatan Angin Rendah. Jurnal Rekayasa Elektrika Vol. 10, No. 3. Banda Aceh. Diakses : 22 Febuari 2020
Made Nuarsa, I Made Mara, Firman Aryanto., 2013. PENGARUH KECEPATAN ANGIN DAN VARIASI JUMLAH SUDU TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN ANGIN POROS HORIZONTAL. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mataram.
Putra Tri Vikriandi. Surapati Alex. Priyadi Irnanda., 2018. Rancang Bangun Turbin Angin Horizontal Sebagai Salah Satu Pembangkit Daya Pada Mobil Hybrid. Program Studi Teknik Elektro, Universitas Bengkulu.
Rathi Rajeev. Prakash Chander. Singh Sunpreet. Krolczyk Grzegorz. Pruncu,I Catalin. 2019. Measure and analysis of wind energy potential using fuzzy based hybrid MADM approach. Energy Reports. Diakses : 22 Febuari 2020 Thomas Geraldo, Julianto., 2019. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS
DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN SUDUT KEMIRINGAN PELAT PENGARAH ANGIN 0˚, 15˚, DAN 30˚. Tugas akhir, Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
42
LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar dudukan sudu dengan bilah kincir
44
Lampiran 2. Desain kincir angin yang akan diujikan
GAMBAR KERJA
46
Variasi 0º
Variasi 15º
Variasi 30º
Gambar kerja 1. Desain variasi pitch angle yang dipakai.
Gambar kerja 2. Desain bilah kincir dari tampak atas dan tampak samping
48
Gambar kerja 3. Desain dudukan sudu dari tampak atas dan tampak samping