Kelebihan dan Kekurangan Resin

BAB II DASAR TEORI

2.6 Polimer

2.6.2 Kelebihan dan Kekurangan Resin

Jenis polimer yang sering dipakai adalah resin polyester yang memiliki kelebihan : ringan, mudah dibentuk, tahan korosi dan murah. Tetapi polyester juga memiliki kekurangan karena sifat dasarnya kaku dan rapuh sehingga sifat mekaniknya lemah terutama ketahanan terhadap uji impact.

35 BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Langkah kerja dalam penelitian ini meliputi perencanaan kincir hingga analisis data. Langkah kerja dalam penelitian ini dalam bentuk gambar diagram alir seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir yang menggambarkan langkah-langkah penelitian.

Perancangan sudu kincir angin sumbu horisontal 2 sudu Mulai

Pembuatan kincir angin sumbu horisontal 2 sudu berbahan komposit dengan diameter sebesar 100 cm, lebar maksimum sudu

13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros

Pengambilan data, untuk mengetahui kecepatan putaran kincir, gaya pengimbang, hambatan, tegangan dan arus

Pengolahan data untuk mencari Koefisien daya mekanis pada TSR optimal, daya output mekanis dan daya output listrik pada torsi dan

putaran poros

Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan

Selesai

36 Ada tiga jenis perlakuan metode untuk melakukan penelitian ini, yaitu:

1. Penelitian Kepustakaan (Library Research)

Penelitian kepustakaan dilakukan dengan membaca literatur-literatur yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir ini serta dapat dipertanggung jawabkan kebenarannya.

2. Pembuatan Alat

Pembuatan alat uji kincir angin dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Kincir yang sudah jadi dipasang pada wind tunnel dan motor listrik sebagai sumber tenaga untuk memutar fan blower yang menghasilkan tenaga angin untuk memutar kincir.

3. Pengamatan secara langsung (Observasi)

Metode observasi ini dilakukan dengan mengamati secara langsung terhadap objek yang diteliti yaitu kincir angin jenis propeler pada wind tunnel.

3.2 Alat Penelitian

Model kincir angin propeler dengan bahan komposit, kincir dibuat dengan diameter 1 meter.

1. Sudu kincir angin

Ukuran sudu kincir menentukan daerah sapuan angin yang menerima energi angin sehingga dapat membuat dudukan sudu berputar. Semua sudu

37 memiliki bentuk dan ukuran yang sama, sudu yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.2.

gafaf

Gambar 3.2 Sudu kincir angin.

2. Dudukan sudu

Dudukan sudu yang merupakan bagian komponen yang berfungsi untuk pemasangan sudu dan juga untuk mengatur kemiringan sudu. Dudukan sudu ini memiliki dua belas lubang untuk pemasangan sudu, untuk mengatur sudu kemiringan plat dudukan sudu. Posisi plat dudukan dapat disusaikan dengan kebutuhan yang diperlukan. Dudukan sudu dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Dudukan Sudu kincir angin.

38 3. Fan blower

Fan blower berfungsi untuk menghisap udara dan menghembuskannya ke arah kincir angin. Fan blower dengan kekuatan 15 Hp. Gambar 3.4 menunjukkan bentuk dari fan blower.

Gambar 3.4 Fan Blower.

4. Tachometer

Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengatur kecepatan putaran poros kincir yang dinyatakan dalam satuan rpm (revolutions per minute). Jenis tachometer yang digunakan adalah digital light tachometer, cara kerjanya cukup sederhana, kita hanya menekan tombol utama dan mengarahkan cahaya merah ke arah yang sudah ditentukan. Gambar 3.5 bentuk dari menunjukkan tachometer.

5. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk mengetahui beban generator pada saat kincir angin berputar. Gambar 3.6 menunjukkan bentuk dari timbangan

39 digital yang digunakan dalam penelitian. Timbangan digital ini diletakkan pada bagian lengan generator.

Gambar 3.5 Tachometer. Gambar 3.6 Timbangan Digital.

6. Anemometer.

Anemometer berfungsi unutk mengukur kecepatan angin dari fan blower. Anemometer diletakkan diantara fan blower dan kincir. Gambar 3.7 menunjukkan bentuk dari anemometer.

Gambar 3.7 Anemometer.

40 7. Voltmeter

Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang dihasilkan kincir angin oleh setiap variasinya. Voltmeter ini dipasang pada terminal yang telah disediakan. Gambar 3.8 menunjukkan gambar dari voltmeter.

8. Amperemeter

Amperemeter digunakan untuk mengukur arus yang dihasilkan oleh kincir angin dengan setiap variasinya. Amperemeter juga diletakkan pada terminal. Gambar 3.9 menunjukkan bentuk dari amperemeter.

Gambar 3.8 Amperemeter Gambar 3.9 Voltmeter

9. Pembebanan

Pembebanan yang dilakukan dengan menggunakan lampu, lampu bermaksud untuk mengetahui performa dar kincir angin. Variasi voltase lampu yang diberikan bermaksud supaya yang dihasilkan bervariasi. Lampu yang digunakan adalah lampu 100 Watt, 75 Watt, 60 Watt, 40 Watt, dan 25 Watt. Gambar pembebanan lampu seperti ditunjukkan pada gambar 3.10

41 Gambar 3.10 Pembebanan lampu

3.3 Desain Sudu Kincir Angin

Desain kincir angin yang dibuat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa kincir angin yang dibuat diameternya berukuran 100 cm dengan lebar maksimum sudu 13 cm. Gambar 3.11 menunjukkan desain dari sudu kincir angin.

Gambar 3.11 Desain sudu kincir angin.

42 3.4 Pembuatan Sudu Kincir Angin

Dalam proses pembuatan sududilakukan melalui beberapa tahapan. Adapun tahapan tersebut sebagai berikut:

A. Pembuatan cetakan pipa

1. Melakukan pemotongan pipa 8 inchi dengan panjang 50 cm.

Pipa 8 inchi berfungsi sebagai cetakan dari proses pembuatan sudu kincir angin yang dimana bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya adalah komposit. Proses pemotogan menggunakan gerinda dengan panjang pipa yang digunakan adalah 50 cm. setelah dilakukan proses pemotongan, kemudian pipa dengan panjang 50 cm tersebut dibelah menjadi 2 bagian. Pipa yang digunakan adalah Pipa Wavin D 8 inchi, pemotongan pipa seperti ditujukkan pada gambar 3.12.

Gambar 3.12 Proses Pemotongan Pipa.

2. Membentuk cetakan kertas.

Cetakan kertas mempermudah pembentukan pipa yang akan dijadikan cetakan sudu. Setelah cetakan kertas dibentuk, kertas tersebut ditempelkan ke pipa, kemudian pipa ditandai sesuai dengan cetakan

43 menggunakan spidol. Cetakan kertas seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3.13

Gambar 3.13 Cetakan Kertas 3. Membentuk pipa dengan menggunakan cetakan kertas.

Pipa yang telah ditandai dengan cetakan kertas tersebut kemudian dipotong menggunakan gerinda. Proses ini harus dilakukan secara teliti karena harus benar-benar mengikuti cetakan dari kertas tersebut. Proses pembentukan pipa menjadi cetakan tersebut ditunjukkan pada gambar 3.14.

Gambar 3.14 Cetakan Pipa

44 4. Menghaluskan sisi-sisi pipa.

Setelah pipa dibentuk sesuai dengan cetakan kertas tahap selanjutnya adalah menghaluskan pinggir-pinggir pipa tersebut karena masih kasar karena potongan dari gerinda agar mendapatkan ukuran yang presisi seperti yang kita inginkan.

B. Proses pencetakan sudu

1. Pelapisan cetakan pipa dengan alumunium foil.

Setelah pipa siap digunakan untuk pencetakan sudu, pipa sebelumnya dilapisi menggunakan alumunium foil, tujuannya agar pipa nantinya setelah dipakai pencetakan masih bisa dipakai kembali, karena bila tidak dilapisi maka resin akan menempel pada pipa dan pipa. Proses pelapisan cetakan dapat dilihat pada gambar 3.15.

Gambar 3.15 Pelapisan cetakan pipa.

2. Pencampuran resin dan hardener.

Pencampuran resin dan herdener dilakukan dengan perbandingan 10:1, karena resin adalah bahan utama dari pembuatan sudu ini sedangkan

45 hardener adalah bahan tambahan yang digunakan untuk membuat resin lebih cepat mengeras. Adapun kedua bahan tersebut dapat dilihat pada gambar 3.16

3.16 Resin dan Harderner.

3. Pembuatan sudu.

Dalam pembuatan sudu dengan bahan komposit yang terdiri dari resin, hardener dan serat kaca. Proses pembuatan sudu dilakukan secara berulang dan cepat, karena menghindari resin yang mengeras akibat terlalu lama dan juga saya melakukan empat kali pelapisan agar mencapai berat yang ideal. Langkah-langkah pembuatan sudu tersebut adalah sebagai berikut:

1. Melakukan pelapisan cetakan menggunakan alumunium foil.

2. Mengoleskan campuran resin yang telah dicampur dengan hardener.

46 3. Melakukan peletakkan serat kaca pada cetakan yang telah dioleskan resin dan herdener dengan hati-hati agar tepat pada cetakan dan juga ditambahkan dengan menekan secara perlahan agar tidak ada udara yang tertinggal didalamnya.

4. Melakukan pengoleskan kembali dengan campuran resin dan hardener diatas serat kaca yang pertama secara merata.

5. Melakukan peletakkan serat kaca kedua pada cetakan yang telah dioleskan resin dan herdener dengan hati-hati agar tepat pada cetakan dan juga ditambahkan dengan menekan secara perlahan agar tidak ada udara yang tertinggal didalamnya.

6. Melakukan pengolesan kembali campuran resin dan hardener diatas serat kaca kedua secara merata.

7. Melakukan peletakkan serat kaca ketiga pada cetakan yang telah dioleskan resin dan herdener dengan hati-hati agar tepat pada cetakan dan juga ditambahkan dengan menekan secara perlahan agar tidak ada udara yang tertinggal didalamnya.

8. Melakukan pengolesan kembali campuran resin dan hardener diatas serat kaca ketiga secara merata.

9. Melakukan peletakkan serat kaca keempat pada cetakan yang telah dioleskan resin dan herdener dengan hati-hati agar tepat pada cetakan dan juga ditambahkan dengan menekan secara perlahan agar tidak ada udara yang tertinggal didalamnya.

47 10. Melakukan kembali pengolesan resin dan hardener pada serat kaca yang terakhir dan sebisa mungkin meratakannya karena akan mempermudah nantinya pada saat proses finishing.

4. Pengeringan sudu

Setelah proses pembuatan sudu dilakukan, kemudian sudu dikeringan dengan dijemur dibawah terik matahari. Proes pengeringan ini dilakukan selama kurang lebih 2 hari.

5. Finishing sudu

Proses finishing sudu meliputi: Pemotongan sisi samping sudu yang masih kurang rapi karena sisa serat kaca, penghalusan permukaan, dan pewarnaan sudu, dan pengurangan berat sudu. Pengurangan berat sudu dilakukan agar berat sudu semua sama yaitu 200 gram.

6. Pembuatan lubang baut

Pembuatan lubang baut dilakukan menggunakan mesin bor dengan diameter 10 mm.

3.5 Langkah Penelitian

Langkah yang dilakukan sebelum pengambilan data penelitian adalah pemasangan kincir angin di depan fan blower, pemasangan poros penghubung kincir angin dengan sistem pembebanan lampu yang berada di bagian belakang kincir angin.

Proses pengambilan data kecepatan angin, rpm, tegangan, arus listrik dan pembebanan kincir angin ada beberapa hal yang perlu dilakukan, yaitu:

48 1. Poros kincir dihubungkan dengan mekanisme pembebanan lampu.

2. Dilakukan pemasangan blade/sudu pada dudukan sudu.

3. Dilakukan pemasangan anemometer pada tiang yang berada diantara kincir dan fan blower untuk mengukur kecepatan angin.

4. Dilakukan pemasangan timbangan digital pada lengan generator.

5. Alat pengukur berupa voltmeter, amperemeter, dan pembebanan lampu dihubungkan pada terminal.

6. Jika sudah siap, fan blower dihidupkan dan atur kecepatannya dengan melihat anemometer.

7. Percobaan pertama kincir angin tiga sudu dengan kecepatan angin 6,2 m/s, percobaan kedua kincir angin tiga sudu dengan kecepatan angin 7,2 m/s, percobaan ketiga kincir angin tiga sudu dengan kecepatan angin 8,4 m/s.

8. Dilakukan pengamatan selama waktu yang telah ditentukan.

49 BAB IV

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian

Pada pengujian unjuk kerja kincir angin sumbu horizontal 2 sudu berbahan komposit dilakukan dengan tiga variasi angin yaitu angin 8,4 m/s, 7,2 m/s, dan 6,2 m/s. Pengujian yang dilakukan meliputi pengukuran kecepatan angin, kecepatan putaran poros, masa yang bekerja serta mengetahui arus dan tegangan yang dihasilkan oleh generator. Pengujian selesai apabila beban yang diberikan kincir angin sudah mencapai maksimal dan penuruan putaran kincir angin semakin pelan atau massa yang bekerja tidak mengalami perubahan. Pada kecepatan angin variasi 8,4 m/s pengujian dilakukan dengan 13 lampu pembelahan. Dari hasil pengujian kecepatan angin variasi 8,4 m/s diperoleh data seperti yang ditunjukan pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data pengujian kincir angin poros horisontal dua sudu berbahan komposit berdiameter 100 cm lebar maksimum 13 cm dengan jarak 20 cm dari pusat poros, dengan kecepatan angin 8,4 m/s.

Tabel 4.2 Data pengujian kincir angin poros horisontal dua sudu berbahan komposit berdiameter 100 cm lebar maksimum 13 cm dengan jarak 20 cm dari pusat poros, dengan kecepatan angin 7,2 m/s.

Kecepatan

Angin Putaran Gaya

pengimbang Tegangan Arus

m/s rpm F (gram) Volt Ampere

Lanjutan Tabel 4.2

10 392 290 25.12 0.74

11 362 300 24.85 0.76

Tabel 4.3 Data pengujian kincir angin poros horisontal tiga sudu berbahan komposit berdiameter 100 cm lebar maksimum 13 cm dengan jarak 20 cm dari pusat poros, dengan kecepatan angin 6,2 m/s.

NO Kecepatan

Angin Putaran

kincir Gaya

pengimbang Tegangan Arus

m/s rpm F (gram) Volt Ampere

4.2 Pengolahan Data Perhituaan

Dalam pengolahan data digunakan beberapa asumsi variabel untuk mempermudah untuk pengolahan data dan perhitungan data sebagai berikut

a. Percepatan gravitasi bumi = 9,81 m/s² b. Masa jenis udara = 1,18 kg/m³

4.2.1 Perhitungan Daya Angin

Perhitungan daya angin diambil dari tabel pengujian 4.1 pada pengujian pertama didapat rata – rata kecepatan angin 8,4 m/s, massa jenis udara (ρ) adalah 1,18 kg/m³ dan luas sapuan angin (A) adalah 0,785 m². Maka dari data tersebut dapat dihitung daya angin sebesar:

= 1 2 Dengan :

ρ : massa jenis udara, kg/m³ A : daerah sapuan angin, m² v : kecepatan angin, m/s

dengan diketahui densitas udara sebesar 1,18 kg/m^3,diameter kincir adalah 100 cm, dan kecepatan angin rata – rata adalah 8,4 m/s dapat diperoleh daya angin sebesar :

= 1 2 . .

= 1

2 . ( ( )²).

= (1,18 / ). ( (0,5 ) ). (8,4 / )

Jadi daya angin yang dihasilkan sebesar 275 Watt.

4.2.2 Perhitungan Torsi

Perhitungan nilai torsi diambil dari tabel pengujian 4.1 pada pengujian pertama. Dari data yang diperoleh besaran gaya (F) = 0,15 N dan untuk jarak lengan ke pusat poros adalah 0,27 m, maka torsi dapat dihitung :

= Dengan :

T : torsi akibat putran poros, N.m l : pannjang lengan torsi ke poros, m F : gaya yang diberikan pada kincir, N

Dengan massa sebesar 0,15 kg ( 150 gram) dan panjang lengan ke pusat poros adalah 0,27 m dapat diperoleh torsi sebesar :

= (0,15 ). (9,81 / ). ( 0,27 )

= 0,398 .

Jadi Torsi yang dihasilkan sebesar 0,398 N.m

4.2.3 Perhitungan Daya Kincir

Perhitungan daya kincir diambil dari tabel pengujian 4.1 pada pengujian pertama yang diperoleh kecepataan angin sebesar 8,4 m/s (n) putaran poros sebesar 776 rpm, dan torsi yang dihasilkan pada sub bab 4.2.2 sebesar 0,398 N.m , maka besarnya kincir dapat dihitung sebagai berikut :

= Dengan :

Pout :daya yang dihasilkan kincir angin, watt T : torsi, Nm

ω : kecepatan sudut, rad/s n : putaran poros, rpm

dengan yng diketahui torsi yang bekerja sebesar 0,03 Nm dan kecepatan putar poros 776 rpm dihasilkan daya mekanis sebesar :

= 2

= 0,4 2 (776 ) 60

Jadi Daya yang dihasilkan sebesar 32,32 watt.

4.2.4 Perhitungan Daya Listrik

Sebgai contoh perhitungan daya listrik yang diambil dari tabel pengujian 4.1 pada penguian pertama. Diperoleh tegangan sebesar 49,9 volt dan arus sebesar

0,18 Ampere, maka daya listrik dapat dihitung :

= . Dengan :

Pout: daya listrik( watt) V : tegangan( volt)

I : arus yang mengalir pada beban( Ampere)

Dengan tegangan yang dihasilkan generator sebesar 49,9 volt dan arus yang mengalir pada beban adalah 0,18 A dihasilkan daya listrik sebesar :

= .

= (49,9). (0,18)

= 8,98

Jadi Daya listrik yang dihasilkan sebesar 8,98 watt.

4.2.5 Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr)

Sebagai contoh perhitungan diambil dari table pengujian 4.1 pada pengujian kedua dan pembebanan kedua diperoleh putaran poros kincir angin sebesar 776 rpm jari jari kincir angin sebesar (r) = 0,5 m, dan kecepatan angin sebesar 8.4 m/s, maka tip speed ratio dapat dihitung :

= 2 π r n 60 v

Dengan :

r : Jari – jari kincir (m) n : Putaran poros (rpm) v : Kecepatan angin (m/s)

= ^, ^,_,

= 4,84

Jadi tsr yang dihasilkan sebesar 4,84

4.2.6 Perhitungan Koefisien Daya (Cp) Mekanis

Sebagai contoh perhitungan diambil dari perhitugan diatas yakni, daya angin pada sub bab 4.2.1 sebesar 265 Watt dan daya yang dihasilkan kincir angin pada sub bab 4.2.3 sebesar 32.5 Watt, maka koefisien daya dapat dihitung :

= 100 %

Dengan :

Pout: Daya kincir (watt)

Pin : Daya angina (watt)

Maka dengan diketahui daya mekanis yang yang dihasilkan kincir sebesar 32,32 watt dan daya yang dihasilkan angina sebesar 275 watt diperoleh koefisien daya sebesar :

= 32,32

275 100 %

= 11,76 %

Jadi Koefisien daya mekanis yang dihasilkan sebesar 11.76%.

4.3 Data Hasil Perhitungan

Parameter yang telah didapat dari penelitian diolah dengan software Microsoft Excel untk menampilkan grafik hubungan antara rpm dengan torsi, grafik hubungan antara tip speed ratio (tsr) dengan koefisian daya (Cp), dan grafik hubungan antara rpm dengan daya (Pout) yang dihasilkan untuk tiga variasi kecepatan angin. Pada tabel 4.4, tabel 4.5 dan tabel 4.6 menampilkan data hasil perhitungan untuk setiap variasi kecepatan angin.

Tabel 4.4 Pengolahan data kincir angin pada variasi kecepatan angin 8,4 m/s, kincir angin berbahan komposit dua sudu, berdiameter 100 cm, lebar maksimal 13 cm, dengan jarak dari pusat poros 20 cm.

NO Kecepatan

Tabel 4.5 pengolahan data kincir angin pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s, kincir angin berbahan komposit dua sudu, berdiameter 100cm, lebar maksimal 13 cm, dengan jarak dari pusat poros 20 cm.

NO Kecepatan

Tabel 4.6 pengolahan data kincir angin pada variasi kecepatan angin 6,2 m/s, kincir angin berbahan komposit dua sudu, berdiameter 100cm, lebar maksimal 13 cm, dengan jarak dari pusat poros 20 cm.

NO Kecepatan

4.4 Pembahasan Grafik

Dari data hasil dan pengolahan data, maka dapat dibuat grafik hubungan yang terjadi. Grafik yang dibuat antara lain grafik hubungan antara kecepatan putar poros dan torsi, grafik hubungan antara daya output dan kecepatan putar poros pada kecepatan variasi angin 8,4 m/s, 7,2 m/s dan 6,2 m/s. Grafik hubungan Cpmekanis dengan tsr.

4.4.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putar Poros dan Torsi

Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data maka grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi untuk melihat hubungan dari kecepatan putar poros dan torsi. Dari Gambar 4.1 menampilkan grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi pada tiga kecepatan angin. Berdasarkan pada pengujian dan pengolahan data, kecepatan putar maksimum pada variasi kecepatan angin 8,4 m/s sebesar 804 rpm dan torsi maksimum sebesar 0,26 N.m. Pada grafik dapat dilihat pula penurunan dengan hubungan semakin besar torsi yang bekerja maka semakin rendah kecepatan putar poros. Hal tersebut disebabkan oleh pembebanan beban lampu yang diterima kincir.

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar poros dan torsi unjuk kerja kincir angin poros horizontal dua sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm, dengan jarak 20 cm dari pusat poros.

4.4.2 Hubungan Antara Torsi Dan Daya Output

Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data antara daya output dan torsi maka dapat dibuat grafik. Grafik dibuat untung mengetahui hubungan antara daya output dan torsi yang bekerja. Daya output disini meliputi daya mekanis atau daya yang dihasilkan kincir dan daya listrik yang dihasilkan oleh generator. Pada Gambar 4.2 menampilkan grafik hubungan antara daya output dan torsi pada kecepatan angin 8,4 m/s, dapat dilihat bahwa grafik mengalami peningkatan hingga titik tertentu, kincir angin bekerja secara optimal dan dapat menghasilkan daya keluaran maksimum. Berdasarkan Tabel 4.4 daya mekanis maksimum sebesar 49,51 watt pada torsi 0,66 Nm, dan daya listrik maksimum sebesar 30,01 watt pada torsi 0,82 N.m.

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya output dengan torsi pada variasi kecepatan angin 8,4 m/s. unjuk kerja kincir angin poros horizontal dua sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm, dengan jarak 20 cm dari pusat poros.

Gambar 4.3 Grafik hubungan daya output dengan torsi pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s. unjuk kerja kincir angin poros horizontal dua sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm, dengan jarak 20 cm dari pusat poros.

Pada Gambar 4.3 menampilkan grafik hubungan daya output dan torsi yang bekerja pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s, dapat dilihat bahwa grafik mengalami peningkatan hingga titik tertentu, kincir angin bekerja secara optimal dan dapat menghasilkan daya keluaran maksimum. Berdasarkan Tabel 4.5 daya mekanis maksimum sebesar 32,95 watt pada torsi 0,64 Nm, dan daya listrik maksimum sebesar 21 watt pada torsi 0,66 Nm

Gambar 4.4 Grafik hubungan daya output dengan torsi pada variasi kecepatan angin 6,2 m/s. unjuk kerja kincir angin poros horizontal dua sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm, dengan jarak 20 cm dari pusat poros.

Pada Gambar 4.4 menampilkan grafik hubungan daya output dan torsi yang bekerja pada kecepatan angin 6,2 m/s, dapat dilihat bahwa grafik mengalami peningkatan hingga titik tertentu, kincir angin bekerja secara optimal

dan dapat menghasilkan daya keluaran maksimum. Berdasarkan Tabel 4.6 daya mekanis maksimum sebesar 25,46 Watt pada torsi 0,48 N.m, dan daya listrik maksimum sebesar 13,7 Watt pada torsi 0,61 N.m.

4.4.3 Grafik hubungan Cpmekanis dan TSR

Gambar 4.5 Grafik hubungan antara koefisien daya mekanis dan tip speed ratio unjuk kerja kincir angin poros horizontal dua sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm, dengan jarak 20 cm dari pusat poros.

Berdasarkan pengujian dan pengolahan data antara Cp mekanis dan tip speed ratio (TSR) maka dapat dibuat grafik. Grafik dibuat untuk mengetahui hubungan kerja antara Cpmekanis dan tip speed ratio (TSR). Koefisien daya yang digunakan adalah perbandingan antara daya mekanis yang dihasilkan kincir

dengan daya dengan daya yang dihasilkan oleh angin. Berdasarkan grafik hubungan antara koefisien daya mekanis dan tip speed ratio di atas, dapat diketahui bahwa kincir angin sumbu horisontal 2 sudu berbahan komposit dengan lebar masimal 13 cm dan berdiameter 100 cm dapat bekerja secara optimal pada variasi kecepatan angin 8,4 m/s, 7,2 m/s dan 6,2 m/s. Hal tersebut dikarenakan pengurangan daya dari daya angin menjadi daya mekanis yang terjadi pada variassi kecepatan angin 6,2 m/s lebih sedikit dibandingkan dengan variasi angin lainnya.

Pada variasi kecepatan angin 6,2 m/s, daya masukan berupa daya yang dihasilkan oleh sebesar 110 watt dan daya keluaran maksimum atau daya mekanis yang dihasilkan oleh kincir angin sebesar 25,46 watt, pengurangan daya yang terjadi sebesar 84,54 watt. Pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s dan 8,4 m/s pengurangan daya yang terjadi masing – masing sebesar 140,05 watt dan pada kecepatan variasi angin 8,4 m/s pengurangan daya yang terjadi sebesar 225,49 watt. Grafik hubungan antara tip speed ratio dengan koefisien daya dapat dilihat pada Gambar 4.5.

65 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari pengujian yang dilakukan terhadap kincir angin sumbu horisontal 2 sudu berbahan komposit dengan lebar maksimum sudu 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat pusat poros dapat disimpulkan seperti berikut:

a. Berhasil dibuat kincir angin sumbu horizontal berbahan komposit dengan diameter 100 cm, dengan lebar maksimum sudu 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros dan berat masing – masing sudu 200 gram dengan cetakan yang terbuat dari pipa pvc 8 inchi.

b. Koefisien daya mekanis tertinggi diperoleh pada kecepatan angin 8,4 m/s sebesar 18,03 %. Sedangkan pada kecepatan angin 7,2 m/s sebesar 19,05 % dan kecepatan angin 6,2 m/s sebesar 23,06 %.

c. Pada kecepatan angin 8,4 m/s nilai torsi tertinggi yang didapatkan sebesar 0,95 N.m, daya listrik 30 Watt, daya mekanis sebesar 49,5 Watt dan tsr 4,45.

Untuk kecepatan angin 7,2 m/s nilai torsi tertinggi yang dihasilkan sebesar

Dalam dokumen UNJUK KERJA KINCIR ANGIN POROS HORISONTAL DUA SUDU, BERBAHAN KOMPOSIT, BERDIAMETER 100 CM, LEBAR MAKSIMUM 13 CM, DENGAN JARAK 20 CM DARI PUSAT POROS (Halaman 51-84)