• Tidak ada hasil yang ditemukan

PARAMETER YANG DIDAPAT

BAB III METODE PENELITIAN

3.7 PARAMETER YANG DIDAPAT

Parameter yang akan dihitung untuk dapat karateristik dari sebuah kincir yang diuji, adapun sebagai berikut :

1. Daya kincir (π‘ƒπ‘œπ‘’π‘‘).

2. Koefisien daya (𝐢𝑝) 3. Tip speed ratio (π‘‘π‘ π‘Ÿ)

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 DATA PENELITIAN

Data yang didapatkan pada saat pengujian kincir angin tipe propeler tiga sudu dengan tiga variasi pitch angle dan panjang bilah adalah 675 mm, dan pitch angle yang digunakan yaitu 0ΒΊ, 15ΒΊ, dan 30ΒΊ.

Tabel 4.1.a Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi 0ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

1 445 0

2 445 0 445 0 0 46,57 209,95 0 33,48 0 5,58 0

3 447 0

4 430 50

5 471 50 458 0,05 0,49 47,93 209,95 4,7 34,46 0,09 5,74 2,23

6 475 50

7 459 85

8 430 85 434 0,086 0,84 45,42 209,95 7,66 32,66 0,16 5,44 3,64

9 415 90

10 403 150

11 390 155 396 0,153 1,50 41,44 209,95 12,44 29,80 0,30 4,96 5,92

12 397 155

13 389 180

14 389 200 392 0,195 1,91 41,02 209,95 15,69 29,50 0,38 4,91 7,47

15 400 205

16 396 230

17 400 230 389 0,231 2,26 40,71 209,95 18,45 29,27 0,45 4,87 8,78

18 372 235

19 362 225

20 374 240 368 0,235 2,30 38,51 209,95 17,75 27,69 0,46 4,61 8,45

21 370 240

22 348 245

23 354 250 352 0,248 2,43 36,84 209,95 17,92 26,48 0,48 4,41 8,53

24 355 250

25 335 265

26 340 270 333 0,266 2,60 34,8 209,95 18,19 25,06 0,52 4,17 8,66

27 325 265

28 269 250

29 365 185 336 0,211 2,06 35,16 209,95 14,55 25,28 0,41 4,21 6,93

30 375 200

31 350 205

32 343 210 347 0,211 2,06 36,31 209,95 15,03 26,11 0,41 4,35 7,15

33 349 220

34 343 215

35 337 220 338 0,218 2,13 35,37 209,95 15,13 25,43 0,42 4,23 7,20

36 336 220

24

Tabel 4.1.a Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi 0ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

37 336 240

38 398 235 359 0,231 2,26 37,57 209,95 17,02 27,01 0,45 4,50 8,10

39 343 220

40 335 225

41 328 240 332 0,235 2,30 34,74 209,95 16,02 24,98 0,46 4,16 7,63

42 333 240

43 332 240

44 332 245 323 0,243 2,38 33,80 209,95 16,11 24,30 0,47 4,05 7,67

45 306 245

46 311 250

47 324 255 308 0,245 2,40 32,23 209,95 15,49 23,17 0,48 3,86 7,37

48 291 230

49 332 220

50 333 220 333 0,22 2,15 34,85 209,95 15,04 25,06 0,43 4,17 7,16

51 336 220

52 331 230

53 331 235 329 0,233 2,28 34,43 209,95 15,74 24,75 0,45 4,12 7,49

54 326 235

55 325 240

56 298 250 300 0,243 2,38 31,4 209,95 14,97 22,57 0,47 3,76 7,13

57 277 240

58 303 255

59 304 235 287 0,24 2,35 30,03 209,95 14,14 21,59 0,47 3,59 6,73

60 255 230

61 337 230

62 281 220 305 0,226 2,21 31,92 209,95 14,15 22,95 0,44 3,82 6,73

63 299 230

Tabel 4.1.b Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 15ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

1 778 0

2 594 0 658 0 0 68,87 209,95 0 49,51 0 8,25 0

3 604 0

4 589 45

5 587 45 588 0,045 0,41 61,54 209,95 5,43 44,25 0,08 7,37 2,58

6 589 45

7 586 110

8 584 110 583 0,111 1,08 61,02 209,95 13,28 43,87 0,21 7,31 6,32

9 581 115

10 576 155

11 577 155 575 0,156 1,53 60,18 209,95 18,42 43,27 0,3 7,21 8,77

12 572 160

13 575 170

14 561 180 565 0,176 1,72 59,13 209,95 20,42 42,51 0,34 7,08 9,72

15 561 180

16 560 180

17 556 220 560 0,211 2,06 58,61 209,95 24,26 42,14 0,41 7,02 11,55

18 565 235

Tabel 4.1.b Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 15ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

19 555 255

20 551 270 555 0,265 2,59 58,09 209,95 30,2 41,76 0,51 6,96 14,38

21 559 270

22 550 285

23 552 285 550 0,283 2,77 57,56 209,95 31,96 41,39 0,55 6,89 15,22

24 550 280

25 545 285

26 548 285 545 0,285 2,79 57,04 209,95 31,89 41,01 0,55 6,83 15,18

27 542 285

28 545 325

29 544 320 544 0,321 3,14 56,93 209,95 35,86 40,93 0,62 6,82 17,08

30 544 320

31 542 330

32 545 335 542 0,336 3,29 56,72 209,95 37,39 40,78 0,65 6,79 17,8

33 541 345

34 539 310

35 538 320 542 0,318 3,11 56,72 209,95 35,39 40,78 0,62 6,79 16,85

36 551 325

37 561 375

38 554 365 553 0,365 3,58 57,88 209,95 41,45 41,61 0,71 6,93 19,74

39 544 355

40 546 365

41 560 365 556 0,365 3,58 58,19 209,95 41,67 41,84 0,71 6,97 19,84

42 562 365

43 564 395

44 561 400 561 0,398 3,9 58,71 209,95 45,85 42,21 0,78 7,03 21,83

45 560 400

46 557 400

47 554 400 551 0,401 3,93 57,67 209,95 45,37 41,46 0,78 6,91 21,6

48 544 405

49 542 415

50 508 365 527 0,376 3,68 55,15 209,95 40,69 39,65 0,73 6,6 19,38

51 533 350

52 511 350

53 529 345 517 0,346 3,39 54,11 209,95 36,73 38,9 0,67 6,48 17,49

54 512 345

55 495 360

56 505 360 501 0,358 3,51 52,43 209,95 36,83 37,7 0,7 6,28 17,54

57 503 355

58 492 365

59 499 365 498 0,368 3,61 52,12 209,95 37,63 37,47 0,72 6,24 17,92

60 503 375

61 492 380

62 495 375 496 0,378 3,7 51,91 209,95 38,5 37,32 0,74 6,22 18,33

63 501 380

64 493 395

65 495 395 494 0,395 3,87 51,7 209,95 40,07 37,17 0,77 6,19 19,08

66 496 395

67 497 400

68 486 400 488 0,4 3,92 51,07 209,95 40,08 36,72 0,78 6,12 19,09

69 482 400

26

Tabel 4.1.b Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 15ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

70 486 405

71 496 395 490 0,401 3,93 51,28 209,95 40,35 36,87 0,78 6,14 19,21

72 489 405

73 494 405

74 484 405 488 0,406 3,98 51,07 209,95 40,68 36,72 0,79 6,12 19,37

75 486 410

76 484 410

77 482 410 482 0,415 4,07 50,44 209,95 41,07 36,27 0,81 6,04 19,56

78 482 425

79 484 430

80 479 430 481 0,428 4,19 50,34 209,95 42,27 36,19 0,83 6,03 20,13

81 481 425

82 470 430

83 480 435 476 0,436 4,27 49,82 209,95 42,61 35,82 0,85 5,97 20,29

84 479 445

85 476 445

86 475 445 475 0,446 4,37 49,71 209,95 43,50 35,74 0,87 5,95 20,71

87 476 450

88 472 455

89 475 450 474 0,453 4,44 49,61 209,95 44,09 35,67 0,88 5,94 21,00

90 476 455

91 474 470

92 483 470 477 0,336 3,29 49,92 209,95 32,91 35,89 0,65 5,98 15,67

93 476 70

94 480 475

95 474 485 471 0,48 4,70 49,29 209,95 46,42 35,44 0,94 5,90 22,11

96 459 480

97 467 485

98 459 485 455 0,49 4,80 47,62 209,95 45,78 34,24 0,96 5,70 21,80

99 441 500

100 470 485

101 475 490 467 0,488 4,78 48,87 209,95 46,79 35,14 0,95 5,85 22,28 102 458 490

103 457 530

104 461 520 461 0,523 5,13 48,25 209,95 49,51 34,69 1,02 5.,78 23,58 105 466 520

106 461 515

107 457 525 459 0,523 5,13 48,04 209,95 49,29 34,54 1,02 5,75 23,47 108 459 530

109 456 530

110 463 535 461 0,535 5,24 48,25 209,95 50,64 34,69 1,04 5,78 24,12 111 466 540

112 463 550

113 455 555 456 0,553 5,42 47,72 209,95 51,78 34,31 1,08 5,71 24,66 114 451 555

115 457 570

116 445 575 450 0,571 5,60 47,1 209,95 52,76 33,86 1,12 5,64 25,12

117 450 570 118 444 570

119 456 580 450 0,576 5,65 47,1 209,95 53,22 33,86 1,13 5,64 25,34

120 452 580

Tabel 4.1.b Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 15ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%) 121 452 580

122 448 580 447 0,548 5,37 46,78 209,95 50,30 33,63 1,07 5,60 23,95 123 443 485

124 441 485

125 435 585 434 0,556 5,45 45,42 209,95 49,55 32,66 1,09 5,44 23,60 126 426 600

127 390 685

128 415 680 397 0,683 6,70 41,55 209,95 55,68 29,87 1,34 4,97 26,52 129 386 685

130 392 685

131 388 680 386 0,683 6,70 40,40 209,95 54,13 29,04 1,34 4,84 25,78 132 380 685

133 378 690

134 375 680 374 0,686 6,72 39,14 209,95 52,68 28,14 1,34 4,69 25,09 135 370 690

136 379 685

137 375 685 378 0,681 6,68 39,56 209,95 52,86 28,44 1,33 4,74 25,17 138 382 675

139 372 670

140 380 675 374 0,68 6,67 39,14 209,95 52,22 28,14 1,33 4,69 24,87

141 370 695 142 364 705

143 356 710 358 0,708 6,94 37,47 209,95 52,05 26,94 1,38 4,49 24,79 144 356 710

145 360 725

146 363 720 357 0,723 7,09 37,36 209,95 53,00 26,86 1,41 4,47 25,24 147 348 725

148 358 725

149 350 705 361 0,703 6,89 37,78 209,95 52,11 27,16 1,37 4,52 24,82 150 376 680

151 373 680

152 369 675 373 0,676 6,63 39,04 209,95 51,78 28,07 1,32 4,67 24,66 153 379 675

154 375 680

155 376 680 372 0,683 6,70 38,93 209,95 52,17 27,99 1,34 4,66 24,85 156 365 690

157 369 700

158 373 700 371 0,7 6,86 38,83 209,95 53,33 27,91 1,37 4,65 25,40

159 372 700 160 345 725

161 348 720 350 0,721 7,07 36,63 209,95 51,82 26,33 1,41 4,38 24,68 162 357 720

163 355 710

164 354 710 355 0,711 6,97 37,15 209,95 51,83 26,71 1,39 4,45 24,68 165 358 715

166 368 710

167 368 730 370 0,72 7,06 38,72 209,95 54,70 27,84 1,41 4,64 26,05

168 374 720 169 360 710

170 341 720 349 0,718 7,04 36,52 209,95 51,45 26,26 1,40 4,37 24,50 171 346 725

28

Tabel 4.1.b Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 15ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%) 172 345 755

173 359 740 352 0,743 7,28 36,84 209,95 53,70 26,48 1,45 4,41 25,58 174 354 735

175 353 720

176 363 745 355 0,738 7,23 37,15 209,95 53,80 26,71 1,44 4,45 25,62 177 350 750

178 344 795

179 315 800 326 0,8 7,84 34,12 209,95 53,55 24,53 1,56 4,08 25,50

180 320 805 181 303 800

182 336 795 325 0,791 7,75 34,01 209,95 52,79 24,45 1,55 4,07 25,14 183 337 780

184 317 790

185 316 790 320 0,791 7,75 33,49 209,95 51,97 24,08 1,55 4,01 24,75 186 327 795

187 334 795

188 313 780 326 0,785 7,70 34,12 209,95 52,55 24,53 1,54 4,08 25,03 189 332 780

190 335 810

191 333 810 334 0,81 7,94 34,95 209,95 55,55 25,13 1,58 4,18 26,46

192 335 810 193 315 810

194 321 815 319 0,813 7,97 33,38 209,95 53,25 24,00 1,59 4,00 25,36 195 321 815

Tabel 4.1.c Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 30ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

1 352 0

2 381 0 371 0 0 38,83 209,95 0 27,91 0 4,65 0

3 380 0

4 377 60

5 382 65 375 0,065 0,63 39,25 209,95 5,00 28,22 0,12 4,70 2,38

6 367 70

7 370 100

8 373 100 370 0,1 0,98 38,72 209,95 7,59 27,84 0,19 4,64 3,61

9 369 100

10 362 130

11 370 140 366 0,138 1,35 38,30 209,95 10,37 27,54 0,27 4,59 4,93

12 368 145

13 364 165

14 360 165 360 0,163 1,59 37,68 209,95 12,05 27,09 0.31, 4,51 5,73

15 356 160

16 359 210

17 355 210 353 0,21 2,06 36,94 209,95 15,22 26,56 0,41 4,42 7,24

18 346 210

19 349 250

20 359 250 351 0,25 2,45 36,73 209,95 18,01 26,41 0,49 4,40 8,57

21 346 250

Tabel 4.1.c Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 30ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

22 344 250

23 336 255 340 0,253 2,48 35,58 209,95 17,66 25,58 0,49 4,26 8,41

24 341 255

25 335 320

26 334 315 332 0,316 3,09 34.,74 209,95 21,54 24.98, 0,61 4,16 10,25

27 329 315

28 324 340

29 332 335 329 0,34 3,33 34,43 209,95 22,97 24,75 0,66 4,12 10,94

30 333 345

31 327 345

32 329 345 330 0,345 3,38 34,54 209,95 23,37 24,83 0,67 4,13 11,13

33 336 345

34 338 350

35 325 355 331 0,355 3,48 34,64 209,95 24,13 24,90 0,69 4,15 11,49

36 330 360

37 321 370

38 327 370 322 0,37 3,62 33,70 209,95 24,46 24,23 0,72 4,03 11,65

39 318 370

40 314 385

41 322 380 316 0,376 3,68 33,07 209,95 24,39 23,78 0,73 3,96 11,61

42 313 365

43 319 375

44 310 380 319 0,378 3,70 33,38 209,95 24,76 24,00 0,74 4,00 11,79

45 329 380

46 314 395

47 323 395 318 0,395 3,87 33,28 209,95 25,79 23,93 0,77 3,98 12,28

48 319 395

49 316 395

50 320 400 319 0,398 3,90 33,38 209,95 26,07 24,00 0,78 4,00 12,41

51 322 400

52 324 425

53 320 420 317 0,423 4,14 33,17 209,95 27,53 23,85 0,82 3,97 13,11

54 308 425

55 318 420

56 317 425 317 0,421 4,13 33,17 209,95 27,40 23,85 0,82 3,97 13,05

57 317 420

58 313 445

59 319 435 317 0,441 4,32 33,17 209,95 28,70 23,85 0,86 3,97 13,66

60 321 445

61 316 450

62 315 445 316 0,448 4,39 33,07 209,95 29,07 23,78 0,87 3,96 13,84

63 319 450

64 314 455

65 317 450 314 0,451 4,42 32,86 209,95 29,08 23,63 0,88 3,93 13,85

66 312 450

67 315 450

68 310 455 313 0,453 4,44 32,76 209,95 29,11 23,55 0,88 3,92 13,86

69 315 455

70 316 460

71 301 465 308 0,465 4,56 32,23 209,95 29,41 23,17 0,91 3,86 14,00

72 307 470

30

Tabel 4.1.c Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 30ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%)

73 304 45

74 302 475 303 0,331 3,24 31,71 209,95 20,59 22,80 0,64 3,80 9,80

75 305 475

76 303 480

77 310 480 306 0,486 4,76 32,02 209,95 30,53 23,02 0,95 3,83 14,54

78 305 500

79 306 500

80 302 505 303 0,5 4,90 31,71 209,95 31,11 22,80 0,98 3,80 14,81

81 303 495

82 301 555

83 300 560 293 0,556 5,45 30,66 209,95 33,45 22,04 1,09 3,67 15,93

84 280 555

85 295 560

86 298 555 296 0,553 5,42 30,98 209,95 33,61 22,27 1,08 3,71 16,00

87 296 545

88 303 560

89 303 560 303 0,56 5,49 31,71 209,95 34,84 22,80 1,09 3,80 16,59

90 303 560

91 290 560

92 307 555 300 0,561 5,50 31,4 209,95 34,56 22,57 1,10 3,76 16,46

93 305 570

94 300 580

95 299 580 300 0,581 5,69 31,4 209,95 35,79 22,57 1,13 3,76 17,04

96 301 585

97 301 585

98 303 585 302 0,583 5,71 31,60 209,95 36,15 22,72 1,14 3,78 17,21

99 302 580

100 300 590

101 297 585 298 0,59 5,78 31,19 209,95 36,10 22,42 1,15 3,73 17,19 102 297 595

103 290 605

104 299 605 295 0,605 5,93 30,87 209,95 36,65 22,20 1,18 3,70 17,45 105 297 605

106 297 615

107 300 620 298 0,616 6,04 31,19 209,95 37,69 22,42 1,20 3,73 17,95 108 299 615

109 298 620

110 295 620 295 0,623 6,11 30,87 209,95 37,74 22,20 1,22 3,70 17,97 111 294 630

112 301 630

113 287 625 294 0,625 6,13 30,77 209,95 37,73 22,12 1,22 3,68 17,97 114 296 620

115 300 630

116 285 635 293 0,631 6,19 30,66 209,95 37,96 22,04 1,23 3,67 18,08 117 295 630

118 284 640

119 299 640 297 0,64 6,27 31,08 209,95 39,03 22,35 1,25 3,72 18,59 120 308 640

121 294 640

122 292 640 293 0,64 6,27 30,66 209,95 38,50 22,04 1,25 3,67 18,33 123 294 640

Tabel 4.1.c Data percobaan dan perhitungan kincir angin tipe propeler untuk variasi pitch angle 30ΒΊ

No RPM Beban Nilai Rata" Nilai Rata" F Ο‰ Pin Pout kecepatan ujung Torsi TSR Cp (g) RPM Beban (g) (N) (rad/s) (watt) (watt) sudu (Vt) (Nm) (%) 124 296 650

125 284 645 287 0,648 6,35 30,03 209,95 38,19 21,59 1,27 3,59 18,19 126 283 650

127 258 710

128 255 705 257 0,705 6,916 26,899 209,95 37,20 19,34 1,38 3,22 17,71 129 259 700

130 229 760

131 223 785 225 0,788 7,73 23,55 209,95 36,40 16,93 1,54 2,82 17,33 132 224 820

133 191 840

134 190 895 166 0,83 8,14 17,37 209,95 28,29 12,49 1,62 2,08 13,47

135 119 755

32

4.2 HASIL PERHITUNGAN

Contoh perhitungan untuk kincir angin tipe propeler dengan variasi pitch angle 0Β°, 15Β° dan 30Β°. Contoh perhitungan pada karet ke 42 dengan variasi pitch angle 15Β°, Cp tertinggi yang dilakukan dan menggunakan beberapa asumsi untuk mempermudah dalam perhitungan yaitu :

- Jari - jari kincir angin = 71,9 cm = 0,719 m Jadi daya angin atau 𝑃𝑖𝑛 yang didapat sebesar 209,95 watt

4.2.2 Daya Kincir Angin

Daya kincir angin didapat dari persamaan ke 5 dapat dilihat pada Jadi daya kincir angin atau π‘ƒπ‘œπ‘’π‘‘ yang didapat sebesar 55,68 watt

Torsi didapat dari oleh daya dorong dari putaran bilah baling yang berputar oleh angin, sehingga didapat persamaan ke 9 dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini :

𝑇 = 𝐹 βˆ™β„“ = 6,70 βˆ™ 0,2 = 1,34 π‘π‘š Jadi untuk torsi angin yang didapat sebesar 1,34 π‘π‘š

4.2.4 Tip Speed Ratio

Tip speed ratio merupakan perbandingan antara kecepatan di sudu putaran kincir dengan kecepatan angin, untuk kecepatan diujung sudu (𝑉𝑑) didapat dari persamaan ke 10, sedangkan untuk tip speed ratio didapat pada persamaan ke 11 dan untuk perhitungannya dapat dilihat dibawah ini :

𝑉𝑑 = πœ” βˆ™ π‘Ÿ = 41,55 βˆ™ 0,719 = 29,87 π‘š 𝑠⁄ π‘‘π‘ π‘Ÿ =πœ‹ βˆ™ π‘Ÿ βˆ™ 𝑛

30 βˆ™ 𝑣 = 3,14 βˆ™ 0,719 βˆ™ 397

30 βˆ™ 6 = 4,97

Jadi untuk kecepatan diujung sudu (𝑉𝑑) didapat sebesar 29,87 π‘š 𝑠⁄ sedangkan untuk tip speed ratio didapatkan sebesar 4,97

4.2.5 Koefisien Daya

Koefisien Daya (𝐢𝑝) merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir ( π‘ƒπ‘œπ‘’π‘‘) dengan daya yang dihasilkan dari angin (𝑃𝑖𝑛) .untuk perhitungannya dapat dilihat pada persamaan ke 12 dibawah ini :

𝐢𝑃 =π‘ƒπ‘œπ‘’π‘‘

𝑃𝑖𝑛 βˆ™ 100% = 55,68

209,95βˆ™ 100 = 26,52 %

Jadi untuk Koefisien Daya (𝐢𝑝) yang didapatkan dengan hasil tertinggi yaitu 26,52 %

4.3 GRAFIK HASIL PEMBAHASAN

Parameter yang akan dihitung untuk dapat karateristik dari sebuah kincir yang diuji, adapun sebagai berikut :

34

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 0ΒΊ 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 0ΒΊ

4.3.2 Grafik hubungan koefisien daya (𝐢𝑃) & tip speed ratio

Grafik hubungan antara Koefisien daya (𝐢𝑃) dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 0ΒΊ 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 0ΒΊ

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 15ΒΊ 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 15ΒΊ

Cp = -0,9331tsr3+ 9,4091tsr2- 28,554tsr + 30,871 0

36

4.3.4 Grafik hubungan koefisien daya (𝐢𝑃) dengan tip speed ratio

Grafik hubungan antara Koefisien daya (𝐢𝑃) dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 15ΒΊ 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 15ΒΊ

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 30ΒΊ 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 30ΒΊ

4.3.6 Grafik hubungan koefisien daya (𝐢𝑃) dengan tip speed ratio

Grafik hubungan antara Koefisien daya (𝐢𝑃) dengan tip speed ratio pada variasi pitch angle 30ΒΊ 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 30ΒΊ

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 0ΒΊ, 15ΒΊ dan 30ΒΊ.

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 0ΒΊ 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 15ΒΊ 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 30ΒΊ 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 0ΒΊ 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 15ΒΊ 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 30ΒΊ 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 0ΒΊ, 15ΒΊ dan 30ΒΊ, dapat disimpulkan sebagai berikut :

a. Koefisien puncak dan tip speed ratio yang diperoleh pada pitch angle 15ΒΊ yakni 26,52% pada tip speed ratio 4,97, sementara untuk pitch angle 30ΒΊ yakni 18,59 % pada tip speed ratio 3,72 dan untuk pitch angle 0ΒΊ 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 15ΒΊ adalah 55,68 watt, sementara untuk model kincir angin dengan pitch angle 30ΒΊ adalah 39,03 watt dan untuk model kincir angin dengan pitch angle 0ΒΊ 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 0ΒΊ

Variasi 15ΒΊ

Variasi 30ΒΊ

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

Unduh sekarang "PENGARUH PITCH ANGLE T..."

Garis besar

Dokumen terkait