Unjuk kerja kincir angin savonius dua tingkat dengan tiga variasi sudut sirip aerodinamis

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA TINGKAT DENGAN TIGA VARIASI SUDUT SIRIP AERODINAMIS. SKRIPSI. Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T) Program Studi Teknik Mesin. Oleh : MIKAEL AJI SANTOSA NIM : 155214055. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE PERFORMANCE OF TWO STAGE SAVONIUS WIND WILL WITH THREE AERODYNAMIC FIN VARIATIONS ANGLE. Final Project. Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering. By : MIKAEL AJI SANTOSA Student Number : 155214055. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2019. ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK Seiring berjalannya waktu, konsumsi energi dari tahun ke tahun semakin meningkat. Angin merupakan salah satu energi yang telah lama dikenal dan digunakan manusia. Energi angin sepenuhnya belum dimanfaatkan sebagai alternatif penghasil listrik. Di masa depan kebutuhan energi semakin besar disebabkan laju pertumbuhan jumlah penduduk. Perkembangan energi di masa depan harus ramah lingkungan sehingga tidak terjadinya krisis energi. Sekarang ini, energi angin lebih umum dimanfaatkan dalam bentuk energi listrik dengan mengubah enerhi kinetik menjadi energi mekanik. Dari berbagai model yang ada, model kincir angin yang digunakan dalam penelitian adalah model kincir angin Savonius dua tingkat. Penelitian dilakukan dengan penambahan variasi sirip aerodinamis dengan sudut 30º, 45º, dan 75º pada bagian depan sudu. Dari penelitian ini memiliki tujuan untuk mencari sudut sirip terbaik, sehingga didapatkan hasil yang maksimal. Hasil penelitian kincir angin savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan variasi sirip aerodinamis 30º, 45º, dan 75º pada bagian depan sudu diperoleh (a) Koefisien daya maksimal sebesar 1,55% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,441 pada kincir angin Savonius tanpa sirip, (b) Koefisien daya maksimal sebesar 1,51% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,487 pada kincir angin Savonius dengan variasi sirip 75º, (c) koefisien daya maksimal sebesar 1,69% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,494 pada kincir angin Savonius dengan variasi sirip 45º, (d) koefisien daya maksimal sebesar 1,46% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,532 pada kincir angin Savonius dengan variasi sirip 30º, (e) Bentuk sirip 45° pada kincir angin Savonius memiliki nilai koefisien daya maksimal lebih besar dibandingkan dengan variasi sirip yang lain. Kata Kunci: Kincir Angin Savonius, Kincir Angin, Sumbu Vertikal dan Horizontal, Energi Angin.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT Over time, energy consumption from year to year increases. Wind is one of the energy that has long been known and used by humans. Wind energy has not been fully utilized as an alternative to electricity generation. In the future the need for greater energy due to the rate of population growth. Energy development in the future must be environmentally friendly so there is no energy crisis. Nowadays, wind energy is more commonly utilized in the form of electrical energy by converting kinetic energy into mechanical energy. Of the various models available, the windmill model used in the study is a two-level Savonius windmill model. The study was conducted by adding variations in aerodynamic fins with angles of 30º, 45º and 75º at the front of the blade. From this research, the aim is to find the best fin angle, so that the maximum results are obtained. The results of the Savonius two-tiered two-tiered windmill with additional aerodynamic fin variations of 30º, 45º and 75º at the front of the blade were obtained (a) Maximum power coefficient of 1.55% at an optimal tip speed ratio value of 0.441 on a Savonius windmill without fins, (b) Maximum power coefficient of 1.51% at the optimal tip speed ratio value of 0.487 on the Savonius windmill with 75º fin variation, (c) maximum power coefficient of 1.69% at the tip tip ratio value of 0.494 at the Savonius windmill with 45º fin variation, (d) the maximum power coefficient of 1.46% at the optimal tip speed ratio value of 0.532 on the Savonius windmill with fin variations of 30º, (e) The shape of the 45 ° fin on the Savonius windmill has a maximum power coefficient value greater than the other fin variations. Keywords: Savonius Windmills, Windmills, Vertical and Horizontal Axis, Wind Energy.. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR Puji syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat penyertaan-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik serta penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul “UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA TINGKAT DENGAN TIGA VARIASI SUDUT SIRIP AERODINAMIS”. Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan pada program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Penulis menyadari bahwa banyak pihak yang turut membantu untuk menyelesaikan skripsi ini, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi. 2. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi. Teknik. Mesin, Universitas Sanata Dharma. 3. Ir. Rines, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir. 4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah mendidik dan memberi ilmu pengetahuan kepada penulis. 6. Seluruh staf Fakultas Sains dan Teknologi atas kerja sama dan dukungan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir. 7. Rb. Teguh dan R. Sarinah selaku orang tua yang telah memberikan doa dan dukungan yang dirikan baik secara moral maupun material yang tak ternilai harganya. 8. Teman-teman seperjuangan Albertus Sigit, Robertus Landung, Julianto Tomas Geraldo, dan Arya Praditya terimakasih atas dukungan pembuatan kincir angin ini. 9. Semua teman angkatan 2015 Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang selalu memberi semangat dan dukungan.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI JUDUL ..................................................................................................................... i TITLE ...................................................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ..................................................... v LEMBAR PPERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ............................ vi ABSTRAK ............................................................................................................ vii ABSTRACT ......................................................................................................... viii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv DAFTAR TABEL ................................................................................................ xvi BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1. 1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................ 2. 1.3. Batasan Masalah........................................................................................... 2. 1.4. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3. 1.5. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3. BAB II DASAR TEORI ...................................................................................................... 4 2.1. Energi Angin ................................................................................................ 4. 2.2. Kincir Angin ................................................................................................ 5. 2.2.1 Kincir Angin Horisontal ........................................................................... 5 Gambar 2.1 Kincir Angin Poros Horisontal ....................................................... 6 2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal..................................................................... 6 2.3. Perhitungan Pada Kincir .............................................................................. 9. 2.3.1 Daya Angin ............................................................................................... 9 2.3.2 Torsi Kincir Angin ................................................................................... 9 2.3.3 Daya Kincir Angin ................................................................................... 9 2.3.4 Tip Speed Ratio (tsr) ............................................................................... 11. xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.3.5 Koefisien Daya (Cp) ............................................................................... 11 2.4. Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 12. BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................................... 13 3.1. Objek Penelitian ......................................................................................... 13. 3.2. Alat dan Bahan Pembuatan Kincir Angin .................................................. 13. 3.2.1 Alat ......................................................................................................... 14 3.2.2 Bahan ...................................................................................................... 14 3.2.3 Alat Bantu Penelitian .............................................................................. 14 3.3. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... 17. 3.4. Tata Cara Penelitian ................................................................................... 17. 3.4.1. Alur Pelaksanaan Penelitian ................................................................... 17 3.4.2. Perancangan Kincir Angin Model Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis ...................................................................................................... 19 3.4.2.1 Sudu Kincir ..................................................................................... 19 3.4.2.2 Poros................................................................................................ 20 3.4.2.3 Sirip Aerodinamis ........................................................................... 20 3.4.3 Sistematis Pengambilan Data ................................................................. 22 3.4.4 Langkah Percobaan ................................................................................ 22 3.5. Cara Pengolahan Data dan Menampilkan Hasil ........................................ 23. BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN ..................... 25 4.1. Hasil Penelitian .......................................................................................... 25. 4.2. Pengolahan Data dan Perhitungan ............................................................. 32. 4.2.1 Perhitungan Daya Angin (Pin) ................................................................ 33 4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (Pout)............................................................... 33 4.2.3 Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr) .......................................................... 33 4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya (Cp) ........................................................... 34 4.3. Hasil Perhitungan ....................................................................................... 34. 4.4. Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan ................................................ 43. 4.4.1 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius Tanpa Sirip Aerodinamis ...................................................................................................... 43. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.4.2 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis 75° ................................................................................................ 45 4.4.3 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis 45° ................................................................................................ 47 4.4.4 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis 30° ................................................................................................ 49 4.5 Grafik Perbandingan Tiga Variasi Sirip Aerodinamis dengan Tanpa Sirip Aerodinamis .......................................................................................................... 51 4.5.1 Pembahasan ............................................................................................ 52 BAB V PENUTUP ............................................................................................................. 54 5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 54. 5.2. Saran ........................................................................................................... 54. DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 55. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kincir Angin Poros Horisontal......................................................... 6 Gambar 2.2 Model kincir model Savonius .......................................................... 7 Gambar 2.3 Kincir angin model Darrieus ............................................................ 8 Gambar 2.4 Kincir angin model H-Rotor ............................................................ 8 Gambar 2.5 Diagram Cp vs tsr........................................................................... P10. Gambar 3.1 Kincir angin dengan sirirp aerodinamis 45°.................................... 12 Gambar 3.2 Anemometer dalam penelitian ini ................................................... 14 Gambar 3.3 Neraca pegas yang digunakan dalam penelitian ini ........................ 14 Gambar 3.4 Takometer yang digunakan dalam penelitian ini ............................ 15 Gambar 3.5 Mekanisme pembebanan yang digunakan dalam penelitian ini ...... 15 Gambar 3.6 Blower yang digunakan dalam penelitian ini .................................. 16 Gambar 3.7 Diagram alur langkah kerja penelitian ............................................ 17 Gambar 3.8 Sudu kincir angin yang digunakan .................................................. 18 Gambar 3.9 Poros kincir angin yang digunakan ................................................. 19 Gambar 3.10 Bentuk sirip 30° aerodinamis yang digunakan.............................. 20 Gambar 3.11 Bentuk sirip 45° aerodinamis yang digunakan.............................. 20 Gambar 3.12 Bentuk sirip 75° aerodinamis yang digunakan.............................. 21 Gambar 3.13 Skema pengujian kincir angin dan alat bantu penelitian ............... 21. Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius tanpa sirip aerodinamis......................................... 42 Gambar 4.2 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius tanpa sirip aerodinamis .............................. 43 Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 75° ............................... 44 Gambar 4.4 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 75° ..................... 45 Gambar 4.5 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 45° ............................... 46 xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.6 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 45° ..................... 47 Gambar 4.7 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 30° ............................... 48 Gambar 4.8 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 30° ..................... 49 Gambar 4.9 Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) untuk ketiga variasi sirip aerodinamis yang digunakan dan tanpa sirip ............. 50 Gambar 4.10 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) untuk ketiga variasi sirip aerodinamis yang digunakan dan tanpa sirip ................................................................................................ 51. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Ukuran sirip aerodinamis yang digunakan dalam penelitan ............ 20 Tabel 4.1 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip dengan kecepatan angin 7,5 m/s ......................... 24 Tabel 4.2 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s .............................................................................................. 26 Tabel 4.3 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s ............................................................................................. 28 Tabel 4.4 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30° dengan kecepatan angin 7,5 m/s .............................................................................................. 30 Tabel 4.5 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan kecepatan angin 7,5 m/s tanpa sirip ......................... 33 Tabel 4.6 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s .............................................................................................. 35 Tabel 4.7 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s .............................................................................................. 37 Tabel 4.8 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30° dengan kecepatan angin 7,5 m/s .............................................................................................. 40. xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Seiring berjalannya waktu, kosumsi energi dari tahun ke tahun semakin. meningkat. Angin merupakan salah satu energi yang telah lama dikenal dan digunakan manusia. Energi angin yang sebenarnya berlimpah di Indonesia ternyata belum sepenuhnya dimanfaatkan sebagai alternatif penghasil listrik, bahkan selama ini energi angin masih dipandang sebagai proses alam biasa yang kurang memiliki nilai ekonomis bagi kegiatan produktif masyarakat. Di masa depan kebutuhan energi semakin besar di sebabkan laju pertumbuhan jumlah penduduk. Perkembangan energi di masa depan harus ramah lingkungan sehingga tidak terjadinya krisis energi. Konsumsi energi dewasa ini semakin meningkat, dan terfokus kepada penggunaan energi fosil yaitu bahan bakar minyak yang jumlahnya terbatas dan harganya semakin meningkat. Pada sisi lain tersedia berbagai jenis energi alternatif yang dapat diperbaharui, jumlahnya melimpah serta tersedia sepanjang masa dan juga tidak menimbulkan polusi, antara lain energi air, energi matahari, energi biomassa, energi angin dan lain-lain (Patabang, 2010). Peningkatan kebutuhan energi sejalan dengan pertumbuhan penduduk yang pesat serta adanya keterbatasan sumber daya energi fosil yang tersedia mengakibatkan perlunya dikembangkan teknologi pemanfaatan sumber energi terbarukan yang salah satunya adalah energi angin. Untuk keperluan tersebut maka diperlukan instalasi turbin angin sebagai pinranti untuk mengkonversi energi angin menjadi listrik. Akan tetapi pemanfaatan energi angin guna pembangkit listrik atau yang sering disebut sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) di Indonesia menghadapi beberapa kendala, terutama disebabkan oleh rendahnya kecepatan angin rata-rata yang hanya berkisar antara 2,5 – 6 m/s. Di sisi lain turbin angin yang tersedia di pasaran sejauh ini disesuaikan dengan kondisi asal negara pembuatnya, dimana kecepatan angin rata-ratanya cukup tinggi (diatas 8 m/s). Oleh karena itu guna pemanfaatan energi angin di Indonesia. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. yang lebih maksimal perlu dilakukan pengembangan perancangan turbin angin yang mampu beroperasi pada kecepatan angin rendah (Haryanto, dkk, 2009). Banyak model kincir angin yang ada, perlu adanya penelitian agar didapatkan kincir angin yang memiliki efisiensi daya yang baik. Dari berbagai model yang ada, model kincir angin yang digunakan dalam penelitian adalah model kincir angin Savonius dua tingkat. Penelitian dilakukan dengan penambahan variasi sirip aerodinamis dengan sudut 30º, 45º, dan 75º pada bagian depan sudu. Dari penelitian ini memiliki tujuan untuk mencari sudut sirip terbaik, sehingga didapatkan hasil yang maksimal. 1.2. Rumusan Masalah Sekarang ini diperlukan kincir angin yang menghasilkan daya listrik yang. efisien, perawatan yang mudah, dan dapat dibuat oleh masyakat umum sehingga dapat menjadi referensi untuk mengembangan turbin angin yang sesuai dengan kondisi angin di Indonesia. Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini adalah sebagai berikut : a. Sebaik apakah unjuk kerja kincir angin tipe Savonius dengan penambahan variasi berupa sirip aerodinamis dengan sudut 30º, 45º, dan 75º pada bagian depan sudu. b. Posisi sudut sirip mana yang akan menghasilkan kinerja terbaik dari tiga variasi sirip aerodinamis yang diteliti. 1.3. Batasan Masalah Pembuatan kincir angin model Savonius dengan penambahan variasi. berupa sirip memperhatikan batasan – batasan sebagai berikut : a. Model kincir angin yang digunakan jenis Savonius tipe Savonius. b. Jumlah sudu yang digunakan adalah 2 sudu dan 2 tingkat. c. Diameter kincir 64 cm dan tinggi 86 cm. d. Bahan yang digunakan tripleks dengan ketebalan 0,8 cm dan seng galvalum dengan ketebalan 0,4 cm. e. Variasi yang digunakan adalah penambahan sirip aerodinamis dengan sudut 30º, 45º, dan 75º..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. f. Variasi sirip dipasang pada bagian depan secara bergantian. g. Beban menggunakan sistem pengereman. h. Pengujian dilakukan dalam skala laboratorium Konversi Energi, Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. i. Pengujian menggunakan sumber angin yang berasal dari fan blower dengan kecepatan angin diatur pada jangkauan 7 – 7,5 m/s. 1.4. Tujuan Penelitian Penelitaan ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja dari kincir angin. tipe Savonius dengan variasi sirip aerodinamis dengan sudut 30º, 45º, dan 75º. a. Mengetahui koefisien daya puncak pada model kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat tanpa variasi. b. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin tipe Savonius dua sudu dua tingkat dengan menggunakan tambahan sirip aerodinamis 30º, 45º, dan 75º pada bagian depan sudu. c. Mengetahui model kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya puncak tertinggi. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diterima dalam penelitan ini adalah :. a. Hasil penelitian ini dapat menambah referensi riset pengembangan kincir angin yang cocok dengan kondisi potensi energi angin di indonesia. b. Sumber energi listrik alternatif skala kecil yang lebih ramah lingkungan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI. 2.1. Energi Angin Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan udara yang lebih tinggi ke. tekanan udara yang lebih rendah. Perbedaan tekanan udara disebabkan oleh perbedaan suhu udara akibat pemanasan atmosfir yang tidak merata oleh sinar matahari. Karena bergerak angin memiliki energi kinetik. Energi angin dapat dikonversi atau ditransfer ke dalam bentuk energi lain seperti listrik atau mekanik dengan menggunakan kincir atau turbin angin. Oleh karena itu, kincir atau turbin angin sering disebut sebagai Sistem Konversi Energi Angin (SKEA) (Daryanto, 2007). Energi angin merupakan salah satu energi alternatif yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan guna menggantikan sumber energi berbahan bakar fosil. Salah satu bentuk dari pemanfaatan energi angin adalah sebagai sumber energi untuk pembangkit tenaga listrik. Namun dewasa ini pemanfaatan energi angin terkhususnya di Indonesia belum maksimal hal ini dikarenakan mahalnya pembuatan turbin angin. Sebagian besar energi yang digunakan di Indonesia berasal dari energi fosil yang berbentuk minyak bumi dan gas bumi (Napitupulu & Siregar, 2013). Energi angin benar-benar merupakan bentuk tidak langsung dari energi matahari, karena angin dipengaruhi oleh pemanasan yang tak merata pada kerak bumi oleh matahari. Angin secara garis besar dapat diklasifikasikan sebagai angin planetary dan local. Angin planetary disebabkan oleh pemanasan yang lebih besar pada permukaan bumi dekat ekuator daripada kutub utara dan selatan. Hal ini menyebabkan udara hangat di daerah tropis naik dan mengalir melalui atmosfer ke kutub dan udara dingin dari kutub mengalir kembali ke ekuator di dekat permukaan bumi. Arah angin dipengaruhi oleh rotasi bumi. Angin local disebabkan dua mekanisme. Yang pertama adalah perbedaan panas antara daratan dan air, dan yang kedua karena hill and mountain sides (Napitupulu & Siregar, 2013).. 4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5. Aliran angin yang berhembus akan menggerakan kincir angin dan akan menghasilkan energi mekanik, selanjutnya berguna untuk memutar generator yang dapat menghasilkan listrik. Kedua proses pengubahan ini disebut konversi energi angin sedangkan sistem atau alat yang melakukannya disebut SKEA (Sistem Konversi Energi Angin). Sekarang ini, energi angin lebih umum dimanfaatkan dalam bentuk energi listrik. Namun untuk pemanfaatan energi angin secara langsung di bidang pertanian, peternakan, dan untuk memutar peralatan seperti alat penggilingan sudah mulai jarang dilakukan.. 2.2. Kincir Angin Kincir angin merupakan sebuah alat yang digunakan dalam Sistem. Konversi Energi Angin (SKEA). Kincir angin berfungsi merubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik berupa putaran poros. Putaran poros tersebut kemudian digunakan untuk beberapa hal sesuai dengan kebutuhan seperti memutar dinamo atau generator untuk menghasilkan listrik. Desain dari kincir angin sangat banyak jenisnya, berdasarkan bentuk rotor, kincir angin dibagi menjadi dua tipe, yaitu kincir angin sumbu mendatar (horizontal axis wind turbine) dan kincir angin sumbu vertikal (vertical axis wind turbin (Daryanto, 2007). Berdasarkan posisi poros, kincir angin dapat dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu kincir angin poros horizontal dan kincir angin poros vertikal. Dalam penelitian ini, pengertian kincir angin poros horisontal dan vertikal disajikan sebagai dasar teori dalam penelitian ini. 2.2.1. Kincir Angin Horisontal Kincir angin dengan sumbu horizontal mempunyai sudu yang berputar. dalam bidang vertikal seperti halnya propeler pesawat terbang. Kincir angin biasanya mempunyai sudu dengan bentuk irisan melintang khusus di mana aliran udara pada salah satu sisinya dapat bergerak lebih cepat dari aliran udara di sisi yang lain ketika angin melewatinya. Fenomena ini menimbulkan daerah tekanan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. rendah pada belakang sudu dan daerah tekanan tinggi di depan sudu. Perbedaan tekanan ini membentuk gaya yang menyebabkan sudu berputar (Daryanto, 2007). Kincir ini cocok digunakan pada tipe angin berkecepatan sedang dan tinggi, dan banyak digunakan sebagai pembangkit listrik skala besar. Berikut kincir angin sumbu vertikal dapat dilihat pada Gambar 2.1.. Gambar 2.1 Kincir Angin Poros Horisontal (Sumber: www.satuenergi.com/2015/10/jenis-jenis-turbin-angin-serta.html) 2.2.2. Kincir Angin Poros Vertikal Kincir angin sumbu vertikal merupakan kincir angin sumbu tegak yang. gerakan poros dan rotor sejajar dengan arah angin, sehingga rotor dapat berputar pada semua arah angin. Kincir angin sumbu vertikal mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihannya, yaitu memiliki torsi tinggi sehingga dapat berputar pada kecepatan angin rendah, generator dapat ditempatkan di bagian bawah kincir sehingga mempermudah perawatan dan kerja kincir tidak dipengaruhi arah angin. Kekurangannya yaitu kecepatan angin di bagian bawah sangat rendah sehingga apabila tidak memakai tower akan menghasilkan putaran yang rendah, dan efisiensi lebih rendah dibandingkan dengan kincir angin sumbu mendatar (Nakhoda & Saleh, 2016). Ada tiga tipe rotor pada kincir angin jenis ini, yaitu: Savonius, Darrieus, dan H-rotor..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. a.. Model Savonius Kincir angin model Savonius seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.. Kincir ini merupakan jenis yang paling sederhana. Kincir angin Savonius merupakan kincir angin yang masuk dalam golongan kincir angin sumbu vertikal, secara umum kincir angin Savonius memiliki efisiensi relatif rendah dibandingkan jenis kincir angin sumbu vertikal lainnya, namun dapat menghasilkan nilai torsi yang lebih tinggi.. Gambar 2.2 Model kincir model Savonius Sumber : https://infoakuakultur.com/kincir-angin-savonius-efisien-pasokoksigen-terlarut-dalam-air/ b.. Model Darrieus TASV Kincir angin model Darrieus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3. ditemukan oleh seorang insinyur Perancis George Jeans Maria Darrieus yang dipatenkan pada tahun 1931. Kincir angin Darrieus TASV mempunyai bilah sudu yang disusun dalam posisi simetri dengan sudu bilah yang diatur relatif terhadap poros. Pengaturan ini cukup efisien untuk menangkap berbagai arah angin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. Gambar 2.3 Kincir angin model Darrieus Sumber : http://termodinamikarini.blogspot.com/2015/05/jenis-jenisturbin-angin.html c.. Model H-Rotor Kincir angin model H-Rotor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4. dikembangkan di Inggris melalui penelitian yang dilakukan selama 1970-1980an, diuraikan bahwa mekanisme yang digunakan pada pisau bebilah lurus Darrieus TASV tidak diperlukan, ternyata ditemukan efek hambatan yang diciptakan oleh sebuah pisau akan membatasi kecepatan aliran angin. Oleh karena itu, H-Rotor akan mengatur semua kecepatan angin untuk mencapai kecepatan putaran optimalnya.. Gambar 2.4 Kincir angin model H-Rotor Sumber : http://termodinamikarini.blogspot.com/2015/05/jenis-jenisturbin-angin.html.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. 2.3. Perhitungan Pada Kincir. 2.3.1 Daya Angin Energi yang terdapat pada angin adalah energi kinetik, sehingga secara umum disampaikan pada Persamaan (1): Ek=1/2 mv2. (1). dengan Ek adalah energi kinetik (J), m adalah massa udara (kg), dan v adalah kecepatan angin(m/s). Daya merupakan energi per satuan waktu, maka dari persamaan di atas dapat dituliskan pada Persamaan (2): Pin = 1/2 ṁ v2. (2). dengan Pin adalah daya yang dihasilkan angin J/s atau watt, adalah massa udara yang mengalir per satuan waktu, (kg/detik), v adalah kecepatan angin (m/detik). Massa udara yang mengalir persatuan waktu adalah ṁ= ρAv. (3). dengan ρ adalah massa jenis udara (1,18 kg/ m3 ) pada suhu sekitar 28°C, A adalah luas penampang yang membentuk sebuah lingkaran (m2). Dengan menggunakan persamaan (3), maka daya angina (Pin) dapat dirumuskan menjadi:. Pin =1/2(ρAv) v2. disederhanakan menjadi:. Pin =1/2ρAv3. (4). 2.3.2 Torsi Kincir Angin Torsi adalah gaya yang bekerja pada poros yang dihasilkan oleh gaya dorong pada sumbu kincir, dimana gaya dorong ini memiliki jarak terhadap sumbu poros yang berputar . Persamaannya: T = F.I. (5). dengan T adalah torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros (Nm), F adalah gaya pada poros akibat puntiran (N), dan I adalah jarak lengan torsi ke poros (m). 2.3.3 Daya Kincir Angin Daya kincir angin adalah daya yang dihasilkan oleh poros kincir akibat daya angin yang melintasi sudu-sudu kincir. Pada tahun 1919 seorang fisikawan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. Jerman, Albert Betz, menyimpulkan bahwa tidak akan pernah ada turbin angin yang dapat mengkonversi energi kinetik angin ke dalam bentuk energi yang menggerakkan rotor (kinetik) lebih dari 16/27 (59,3%). Dan hingga hari ini hal tersebut dikenal dengan Betz Limit atau Hukum Betz. Batasan ini tidak ada hubungannya dengan ketidak efisienan pada generator, tapi lebih kepada bentuk turbin angin itu sendiri, berikut ini gambar menunjukan karakteristik dari beberapa tipe kincir angina pada Gambar 2.5 Diagram Cp vs tsr.. Gambar 2.5 Diagram Cp vs tsr Sumber : www.researchgate.net Umumnya perhitungan daya gerak melingkar dapat dituliskan dengan persamaan: P = T.ω. (6). Dengan T adalah torsi dinamis (Nm), ω adalah kecepatan sudut (rad/s) Kecepatan sudut (ω) didapat dari : ω= ω=. =.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. ω= Dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir dinyatakan. dengan. persamaan: Pout = T ω Pout =T. (7). dengan Pout adalah daya yang dihasilkan kincir angin (watt), n adalah putaran poros (rpm). 2.3.4 Tip Speed Ratio (tsr) Tip Speed Ratio (tsr) adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir angin yang berputar dengan kecepatan angin. Rumus kecepatan diujung sudu (Vt) adalah: Vt = ω r Dengan Vt adalah kecepatan ujung sudu, ω adalah kecepatan sudut (rad/detik), dan r adalah jari-jari kincir (m). Sehingga tsr nya dapat dirumuskan dengan: Tsr=. (8). Dengan r adalah jari-jari kincir angin (m), n adalah kecepatan putaran kincir dengan satuan (rpm), v adalah kecepatan angin (m/s). 2.3.5 Koefisien Daya (Cp) Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin), sehingga dapat dirumuskan: Cp =. (9). Dengan Cp adalah koefisien daya (%). Pout adalah daya yang dihasilkan oleh kincir (watt), Pin adalah daya yang dihasilkan oleh angin (watt)..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. 2.4. Tinjauan Pustaka Penelitian dari Mentari Lailla Rachmawati (2010) yang berjudul “Rancang. Bangun Kincir Angin Model Savonius Termodifikasi Sebagai Sumber Energi Terbaruka”. Kincir angin didesain dengan jari-jari lengan 10 cm dengan tinggi 20 cm. Modifikasi sudu Savonius L dilakukan dengan merekayasa sirip aerodinamis dan menvariasi penempatan sirip aerodinamis pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan memvariasikan tiga kecepatan angin dari kipas, maka didapat kecepatan pada kincir secara berturutturut sebesar 137 rpm, 157 rpm, dan 175 rpm. Kesimpulan dari penelitian kincir dengan posisi sirip pada bagian depan sudu menghasilkan kinerja terbaik..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Objek Penelitian Objek penelitian yang digunakan adalah kincir angin Savonius dua sudu. dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30°, 45°, dan 75°. Bagian sudu yang akan dipasangkan sirip aerodinamis terletak pada bagian depan sudu, pemasangan sirip aerodinamis akan dipasang secara bergantian. Menurut hasil penelitian yang dilakukan Mentari Laila Rachmawati, kincir angin model Savonius dengan tambahan sirip aerodinamis dengan ukuran jari-jari lengan 10 cm dan tinggi 20 cm akan menghasilkan kinerja terbaik dengan posisi sirip berada dibagian depan sudu. Dibawah ini merupakan perancangan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 45° pada Gambar 3.1 64 cm. 87cm Gambar 3.1 Kincir angin dengan sirip aerodinamis 45°. 3.2. Alat dan Bahan Pembuatan Kincir Angin Dalam proses pembuatan kincir angin model Savonius dua sudu dua. tingkat dengan tambahan variasi sirip aerodinamis diperlukan alat dan bahan sebagai berikut :. 13.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. 3.2.1. Alat Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan kincir angin model. Savonius adalah : a.. Mistar Besi dan Meteran. b.. Gunting plat. c.. Obeng. d.. Palu. e.. Pisau cutter. f.. Kunci pas. g.. Lakban. h.. Amplas. 3.2.2. Bahan Bahan yang digunakan dalam proses pembuatan kincir angin model. Savonius adalah : a.. Polly Wood atau papan triplek. b.. Pipa besi. c.. Galvalum. d.. Mur. e.. Baut. f.. Sekrup. g.. Lakban dan Paper Tape. h.. Ring. 3.2.3. Alat Bantu Penelitian Dalam proses pengambilan data, diperlukan alat bantu penelitian, antara. lain sebagai berikut : a.. Anemometer Anemometer digunakan sebagai alat pengukur kecepatan angin dengan. satuan yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Dalam penelitian ini menggunakan satuan m/s. Anemometer yang digunakan dalam penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.2..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15. Gambar 3.2. Anemometer dalam penelitian ini. b.. Neraca Pegas Neraca pegas digunakan sebagai alat pengukur gaya pengimbang saat. dilakukan pembebanan dengan mekanisme pengereman. Dalam penelitian ini menggunakan satuan Newton (N). Neraca pegas yang digunakan dalam penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.3.. Gambar 3.3 Neraca pegas yang digunakan dalam penelitian ini. c.. Tachometer Tachometer digunakan sebagai alat pengukur kecepatan putar poros kincir. angin dengan satuan yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Dalam penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. menggunakan satuan rpm. Tachometer yang digunakan dalam penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.4.. Gambar 3.4 Takometer yang digunakan dalam penelitian ini. d.. Mekanisme Pembebanan Poros kincir yang berputar diberikan pembebanan, pembebanan dilakukan. dengan menggunakan mekanisme pengereman. Pembebanan dilakukan dengan cara memberi karet pada bagian tuas pengereman. Mekanisme pembebanan dilakukan berangsur hingga kincir angin berhenti berputar. Mekanisme pembebanan yang digunakan dalam penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.5.. Gambar 3.5 Mekanisme pembebanan yang digunakan dalam penelitian ini..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. e.. Fan Blower Fan Blower digunakan sebagai penyedia daya angin. Kecepatan angin. yang dihasilkan oleh fan blower dapat diatur dengan menggunakan invertor. Kecepatan angin dapat ditingkatkan ataupun diturunkan sesuai kebutuhan dalam pengambilan data. Dalam penelitian ini menggunakan kecepatan angin 7-7,5 m/s. Blower yang digunakan saat penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.6.. Gambar 3.6 Blower yang digunakan dalam penelitian ini. 3.3. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan mulai dari April 2019 sampai dengan Juni 2019. dan pengambilan data dilakukan pada bulan Juli 2019 di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma. 3.4. Tata Cara Penelitian. 3.4.1. Alur Pelaksanaan Penelitian Langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian disajikan dalam diagram alur penelitian seperti yang dirumuskan pada Gambar 3.7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. Mulai. Perancangan kincirangin model Savonius dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30°, 45°, dan 75° pada bagian depan sudu. Ulang. Persiapan alat dan bahan pembuatan kincir angin model Savonius. Perakitan kincir angin model Savonius dan sirip aerodinamis 30°, 45°, dan 75°. Uji coba kincir angin Benar. Pengujian dan pengambilan data (kecepatan angin, kecepatan putar kincir, dan beban pengereman). Pengolahan data untuk mengetahui hubungan antara tip speed ratio dan koefisien daya. Selesai Gambar 3.7 Diagram alur langkah kerja penelitian..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. 3.4.2. Perancangan Kincir Angin Model Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis Kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan variasi sirip aerodinamis memiliki 3 bagian utama, antara lain : 3.4.2.1 Sudu Kincir Dalam penelitian ini kincir angin model Savonius menggunakan 4 bilah sudu yang terbagi menjadi 2 bilah sudu di tingkat pertama dan 2 bilah sudu di tingkat kedua. Sudu terbuat dari seng galvalum. Sudu ditunjukkan pada Gambar 3.8. Penelitian ini menggunakan sudu tipe U dengan ketentuan ukuran sebagai berikut : Tinggu sudu. : 42 cm. Diameter sudu. : 40 cm. Ketebalan seng. : 0,04 cm. Gambar 3.8 Sudu kincir angin yang digunakan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. 3.4.2.2 Poros Dalam penelitian ini menggunakan poros dari pipa besi. Poros berfungsi untuk mentransmisikan putaran kincir menuju mekanisme pembebanan. Pada bagian kedua ujung poros terdapat pipa alumunium dengan diameter 3 cm dan tinggi 3 cm. Pipa alumunium digunakan sebagai dudukan pada laker. Gambar 3.9 menunjukkan poros yang digunakan dalam penelitian. Pipa poros yang digunakan memiliki ketentuan ukuran sebagai berikut : Diameter luar poros. : 2,54 cm. Panjang poros. : 120 cm. Gambar 3.9 Poros kincir angin yang digunakan. 3.4.2.3 Sirip Aerodinamis Sirip aerodinamis akan divariasi pada bagian depan sudu di tingkat pertama dan tingkat kedua. Bahan yang digunakan untuk membuat sirip aerodinamis adalah seng galvalum dengan ketebalan 0,4 mm. Variasi sirip aerodinamis yang diterapkan pada penelitian memiliki sudut sebesar 30°, 45°, dan 75° yang pasang secara bergantian pada bagian depan sudu. Bentuk sirip 30° yang akan diletakkan pada bagian depan sudu dapat dilihat pada Gambar 3.10, bentuk sirip 45° yang akan diletakkan pada bagian depan sudu dapat dilihat pada Gambar 3.11, dan bentuk sirip 75° yang akan diletakkan pada bagian depan sudu dapat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. dilihat pada Gambar 3.12. Sirip aerodinamis yang digunakan memiliki ketentuan ukuran yang berbeda antara 30°, 45°, dan 75° dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Ukuran sirip aerodinamis yang digunakan dalam penelitan Lebar Tinggi Panjang. 30° 4cm 3cm 42cm. 45° 8cm 4cm 42cm. 75° 8cm 5cm 42cm. Gambar 3.10 Bentuk sirip 30° aerodinamis yang digunakan.. Gambar 3.11 Bentuk sirip 45° aerodinamis yang digunakan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. Gambar 3.12 Bentuk sirip 75° aerodinamis yang digunakan 3.4.3 Sistematis Pengambilan Data Untuk mempermudah memahami cara pegambilan data yang dilakukan pada penelitian kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan sirip aerodinamis, disajikan skematik peletakan kincir angin dan alat bantu penelitian akan diletakkan seperti pada Gambar 3.13.. Gambar 3.13 Skema pengujian kincir angin dan alat bantu penelitian. 3.4.4 Langkah Percobaan Langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data dalam penelitian adalah sebagai berikut : 1.. Memasang kincir angin model Savonius pada dudukan kincir angin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. 2.. Memasang neraca pegas serta pengaitnya pada tempat yang sudah ditentukan.. 3.. Memasang tali pengait pada neraca pegas yang dihubungkan dengan sistem pengereman.. 4.. Memasang anemometer pada tempat yang sudah ditentukan.. 5.. Menyiapkan takometer.. 6.. Menghidupkan blower dengan kecepatan 7-7,5 m/s.. 7.. Menunggu beberapat saat supaya kecepatan putar poros kincir konstan. Pada penelitian ini menunggu selama 2 menit setelah pembacaan data.. 8.. Pengambilan data pertama yaitu mengukur kecepatan putar poros kincir tanpa sirip dan tanpa pembebanan. Pembacaan kecepatan putar poros kincir menggunakan alat bantu yaitu takometer.. 9.. Pengambilan data kedua yaitu mengukur kecepatan putar poros kincir angin dengan diberi beban pada mekanisme pengereman (memberi karet pada tuas pengereman). Pembacaan beban menggunakan alat bantu yaitu neraca pegas. Pengambilan data dilakukan hingga kincir angin benar-benar berhenti.. 10.. Mengulangi langkah 8 dan 9 untuk variasi kincir angin model Savonius dengan sirip aerodinamis 30°, 45°, dan 75° pada bagian depan setiap sudu kincir angin.. 11.. Satu variasi posisi sirip dilakukan 3 kali percobaan pengambilan data, sehingga total pengambilan data sebanyak 12 kali data percobaan.. 3.5. Cara Pengolahan Data dan Menampilkan Hasil Langkah yang digunakan untuk mengolah data adalah sebagai berikut :. 1.. Setelah diketahui kecepatan angin (v) dan luasan kincir (A), maka akan diperoleh daya angin (Pin) dengan Persamaan 4.. 2.. Data beban pegas (F) dapat digunakan untuk mencari torsi (T) dengan Persamaan 5.. 3.. Data putaran poros (n) dan torsi (T) dapat digunakan untuk mencari daya yang dihasilkan kincir (Pout) dengan Persamaan 7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. 4.. Dengan membandingkan kecepatan keliling diujung sudu dan kecepatan angin, maka tip speed rasio dapat dicari dengan Persamaan 8.. 5.. Dari daya kincir (Pout) dan daya angin (Pin) maka koefisien daya dapat diketahui dengan Persamaan 9..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian Dalam penelitian kincir angin model Savonius dengan variasi sirip. aerodinamis 30°, 45°, dan 75° mendapati hasil data meliputi putaran poros (rpm) dan gaya pengimbang (N). Penelitian ini dilakukan dengan tiga kali pengambilan data pada setiap variasi. Tabel 4.1 merupakan hasil data kincir angin model Savonius tanpa sirip. Tabel 4.2 merupakan data variasi sirip aerodinamis 75°. Tabel 4.3 menunjukkan data variasi sirip aerodinamis 45°, dan Tabel 4.4 menunjukkan data variasi sirip aerodinamis 30°. Pada pengambilan data ini menggunakan kecepatan angin 7,5 m/s. Tabel 4.1. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,50 0,50 0,50 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,75 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,90 0,90 0,90. 179 180 180 157 156 156 144 145 146 135 134 136 125 124 125 119 114 116 110 109 107 25.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. Tabel 4.1. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tanpa sirip tingkat dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,05. 101. 1,05. 98. 1,05. 98. 1,15. 91. 1,15. 90. 1,15. 90. 1,20. 79. 1,20. 79. 1,20. 80. 1,25. 68. 1,25. 67. 1,25. 69. 1,30. 58. 1,30. 58. 1,30. 57. 1,35. 49. 1,35. 48. 1,35. 49. 1,40. 42. 1,40. 41. 1,40. 40. 1,45. 34. 1,45. 32. 1,45. 32. 1,50. 27. 1,50. 28. 1,50. 29. 1,55. 22. 1,55. 23. 1.55. 21. 1,60. 16. 1,60. 17. 1,60. 14.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. Tabel 4.2 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,50 0,50 0,50 0,60 0,60 0,60 0,70 0,70 0,70 0,75 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,85 0,85 0,85 0,90 0,90 0,90 1,00 1,00 1,00 1,05 1,05 1,05 1,10 1,10 1,10. 187 188 190 176 173 174 154 155 157 141 143 143 136 135 136 122 121 124 116 117 112 102 101 101 95 96 96 80 81 83 74 75 73.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. Tabel 4.2. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14 15. 16. 17. 18. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,15 1,15 1,15 1,20 1,20 1,20 1,25 1,25 1,25 1,30 1,30 1,30 1,35 1,35 1,35 1,40 1,40 1,40 1,50 1,50 1,50. 65 66 63 57 56 56 43 42 40 34 35 33 30 32 30 26 25 24 24 21 22.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. Tabel 4.3. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,05 0,05 0,05 0,60 0,60 0,60 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,80 0,80 0,80 0,90 0,90 0,90 1,00 1,00 1,00 1,05 1,05 1,05 1,10 1,10 1,10 1,15 1,15 1,15. 195 198 197 176 175 174 164 165 165 153 154 152 143 144 144 131 132 131 126 127 124 113 111 110 106 105 104 93 92 94 85 86 86.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. Tabel 4.3. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14 15. 16. 17. 18. 19. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,20 1,20 1,20 1,25 1,25 1,25 1,30 1,30 1,30 1,35 1,35 1,35 1,40 1,40 1,40 1,50 1,50 1,50 1,55 1,55 1,55 1,60 1,60 1,60. 74 74 72 64 63 65 52 54 52 40 40 41 38 37 38 36 35 35 30 31 32 26 27 28.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. Tabel 4.4. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30° dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1. 0,00 0,00. 216 216. 0,00 0,50. 219 187. 0,50 0,50 0,60 0,60 0,60 0,80 0,80 0,80 0,85 0,85 0,85 0,90. 186 186 172 174 172 156 154 154 142 141 144 131. 0,90 0,90 1,00 1,00 1,00 1,05 1,05 1,05. 130 133 127 126 126 110 113 112. 1,10 1,10. 102 104. 1,10 1,20 1,20 1,20 1,30 1,30 1,30. 101 95 96 93 87 84 85. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. Tabel 4.4. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14 15. 16. 17. 18. 19. 4.2. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,40 1,40 1,40 1,45 1,45 1,45 1,50 1,50 1,50 1,55 1,55 1,55 1,60 1,60 1,60 1,65 1,65 1,65 1,70 1,70 1,70 1,75 1,75 1,75. 76 77 75 68 68 57 54 50 51 49 43 43 46 37 39 41 33 35 37 29 29 27 26 27. Pengolahan Data dan Perhitungan Dalam perhitungan data diambil dari Tabel 4.1 pada langkah percobaan. pertama dan pembebanan sembilan. Sedangkan dalam proses pengolahan data menggunakan beberapa asumsi dalam mempermudah proses perhitungan, sebagai berikut:.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. a.. Panjang lengan torsi (l). :20 cm. b.. Massa jenis udara. (ρ). :1,18 kg/m3. c.. Luas tangkap angin. (A). :0,556 m2. d.. Kecepatan angin. (v). :7,5 m/s. 4.2.1 Perhitungan Daya Angin (Pin) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan diketahui massa jenis udara (ρ) 1,18 kg/m3, luas tangkapan angin (A) 0,556 m2, dan kecepatan angin (v) sebesar 7,5 m/s. Maka besarnya daya angin (Pin) yang diterima kincir dapat dicari dengan Persamaan (4) sebagai berikut: Pin =1/2ρAv3 =(1/2).(1,18 kg/m3).( 0,556 m2).( 7,5 m/s)3 =138,39 watt 4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (Pout) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan diketahui Torsi (T) 0,21 N.m, putaran poros (n) 147 rpm, kecepatan sudut (ω) sebesar 15,39 rad/s. Maka besar daya kincir (Pout) dapat dicari dengan Persamaan (7) sebagai berikut: Pout =T =0,21. =3,23 watt jadi daya kincir (Pout) yang dihasilkan sebesar 3,23 watt 4.2.3 Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan diketahui jari-jari kincir (r) 0,32 m, putaran poros (n) 147 rpm, dan kecepatan angin (v) sebesar 7,5 m/s. Maka tsrdapat dicari menggunakan Persamaan (8) sebagai berikut:.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. tsr= = =0,66 jadi tsr yang dihasilkan sebesar 0,66 4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya (Cp) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan diketahui daya kincir angin (Pout) 3,23 watt, dan daya angin (Pin) sebesar 138,39 watt. Maka besar koefisien daya kincir (Cp) dapat dicari dengan Persamaan (9) sebagai berikut: Cp = = =2,33% jadi koefisien daya kincir (Cp) yang dihasilkan sebesar 2,33% 4.3. Hasil Perhitungan. Tabel 4.5. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan kecepatan angin 7,5 m/s tanpa sirip. No.. 1. 2. 3. 4. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). N 0,00 0,00 0,00 0,50 0,50 0,50 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70. rpm 179 180 180 157 156 156 144 145 146 135 134 136. rad/s 18,74 18,84 18,84 16,43 16,33 16,33 15,07 15,18 15,28 14,13 14,03 14,23. N.m 0,00 0,00 0,00 0,10 0,10 0,10 0,13 0,13 0,13 0,14 0,14 0,14. watt 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64 138,64. watt 0,00 0,00 0,00 1,64 1,63 1,63 1,96 1,97 1,99 1,98 1,96 1,99. TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). 0,80 0,80 0,80 0,70 0,70 0,70 0,64 0,65 0,65 0,60 0,60 0,61. % 0,00 0,00 0,00 1,19 1,18 1,18 1,41 1,42 1,43 1,43 1,42 1,44.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35. Tabel 4.5. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan kecepatan angin 7,5 m/s tanpa sirip (lanjutan). No.. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 0,75. 125. 13,08. 0,15. 138,64. 1,96. 0,56. 1,42. 0,75. 124. 12,98. 0,15. 138,64. 1,95. 0,55. 1,40. 0,75. 125. 13,08. 0,15. 138,64. 1,96. 0,56. 1,42. 0,80. 119. 12,46. 0,16. 138,64. 1,99. 0,53. 1,44. 0,80. 114. 11,93. 0,16. 138,64. 1,91. 0,51. 1,38. 0,80. 116. 12,14. 0,16. 138,64. 1,94. 0,52. 1,40. 0,90. 110. 11,51. 0,18. 138,64. 2,07. 0,49. 1,49. 0,90. 109. 11,41. 0,18. 138,64. 2,05. 0,49. 1,48. 0,90. 107. 11,20. 0,18. 138,64. 2,02. 0,48. 1,45. 1,05. 101. 10,57. 0,21. 138,64. 2,22. 0,45. 1,60. 1,05. 98. 10,26. 0,21. 138,64. 2,15. 0,44. 1,55. 1,05. 98. 10,26. 0,21. 138,64. 2,15. 0,44. 1,55. 1,15. 91. 9,52. 0,23. 138,64. 2,19. 0,41. 1,58. 1,15. 90. 9,42. 0,23. 138,64. 2,17. 0,40. 1,56. 1,15. 90. 9,42. 0,23. 138,64. 2,17. 0,40. 1,56. 1,20. 79. 8,27. 0,24. 138,64. 1,98. 0,35. 1,43. 1,20. 79. 8,27. 0,24. 138,64. 1,98. 0,35. 1,43. 1,20. 80. 8,37. 0,24. 138,64. 2,01. 0,36. 1,45. 1,25. 68. 7,12. 0,25. 138,64. 1,78. 0,30. 1,28. 1,25. 67. 7,01. 0,25. 138,64. 1,75. 0,30. 1,26. 1,25. 69. 7,22. 0,25. 138,64. 1,81. 0,31. 1,30. 1,30. 58. 6,07. 0,26. 138,64. 1,58. 0,26. 1,14. 1,30. 58. 6,07. 0,26. 138,64. 1,58. 0,26. 1,14. 1,30. 57. 5,97. 0,26. 138,64. 1,55. 0,25. 1,12. 1,35. 49. 5,13. 0,27. 138,64. 1,38. 0,22. 1,00. 1,35. 48. 5,02. 0,27. 138,64. 1,36. 0,21. 0,98. 1,35. 49. 5,13. 0,27. 138,64. 1,38. 0,22. 1,00. 1,40. 42. 4,40. 0,28. 138,64. 1,23. 0,19. 0,89. 1,40. 41. 4,29. 0,28. 138,64. 1,20. 0,18. 0,87. 1,40. 40. 4,19. 0,28. 138,64. 1,17. 0,18. 0,85. 1,45. 34. 3,56. 0,29. 138,64. 1,03. 0,15. 0,74. 1,45. 32. 3,35. 0,29. 138,64. 0,97. 0,14. 0,70. 1,45. 32. 3,35. 0,29. 138,64. 0,97. 0,14. 0,70. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. Tabel 4.5. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan kecepatan angin 7,5 m/s tanpa sirip (lanjutan). No.. 16. 17. 18. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 1,50. 27. 2,83. 0,30. 138,64. 0,85. 0,12. 0,61. 1,50. 28. 2,93. 0,30. 138,64. 0,88. 0,13. 0,63. 1,50. 29. 3,04. 0,30. 138,64. 0,91. 0,13. 0,66. 1,55. 22. 2,30. 0,31. 138,64. 0,71. 0,10. 0,51. 1,55. 23. 2,41. 0,31. 138,64. 0,75. 0,10. 0,54. 1.55. 21. 2,20. 0,31. 138,64. 0,68. 0,09. 0,49. 1,60. 16. 1,67. 0,32. 138,64. 0,54. 0,07. 0,39. 1,60. 17. 1,78. 0,32. 138,64. 0,57. 0,08. 0,41. 1,60. 14. 1,47. 0,32. 138,64. 0,47. 0,06. 0,34. Tabel 4.6. TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp) %. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 0,00. 187. 19,57. 0,00. 138,64. 0,00. 0,84. 0,00. 0,00. 188. 19,68. 0,00. 138,64. 0,00. 0,84. 0,00. 0,00. 190. 19,89. 0,00. 138,64. 0,00. 0,85. 0,00. 0,50. 176. 18,42. 0,10. 138,64. 1,84. 0,79. 1,33. 0,50. 173. 18,11. 0,10. 138,64. 1,81. 0,77. 1,31. 0,50. 174. 18,21. 0,10. 138,64. 1,82. 0,78. 1,31. 0,60. 154. 16,12. 0,12. 138,64. 1,93. 0,69. 1,40. 0,60. 155. 16,22. 0,12. 138,64. 1,95. 0,69. 1,40. 0,60. 157. 16,43. 0,12. 138,64. 1,97. 0,70. 1,42. 0,70. 141. 14,76. 0,14. 138,64. 2,07. 0,63. 1,49. 0,70. 143. 14,97. 0,14. 138,64. 2,10. 0,64. 1,51. 0,70. 143. 14,97. 0,14. 138,64. 2,10. 0,64. 1,51. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. Tabel 4.6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 0,75. 136. 14,23. 0,15. 138,64. 2,14. 0,61. 1,54. 0,75. 135. 14,13. 0,15. 138,64. 2,12. 0,60. 1,53. 0,75. 136. 14,23. 0,15. 138,64. 2,14. 0,61. 1,54. 0,80. 122. 12,77. 0,16. 138,64. 2,04. 0,54. 1,47. 0,80. 121. 12,66. 0,16. 138,64. 2,03. 0,54. 1,46. 0,80. 124. 12,98. 0,16. 138,64. 2,08. 0,55. 1,50. 0,85. 116. 12,14. 0,17. 138,64. 2,06. 0,52. 1,49. 0,85. 117. 12,25. 0,17. 138,64. 2,08. 0,52. 1,50. 0,85. 112. 11,72. 0,17. 138,64. 1,99. 0,50. 1,44. 0,90. 102. 10,68. 0,18. 138,64. 1,92. 0,46. 1,39. 0,90. 101. 10,57. 0,18. 138,64. 1,90. 0,45. 1,37. 0,90. 101. 10,57. 0,18. 138,64. 1,90. 0,45. 1,37. 1,00. 95. 9,94. 0,20. 138,64. 1,99. 0,42. 1,43. 1,00. 96. 10,05. 0,20. 138,64. 2,01. 0,43. 1,45. 1,00. 96. 10,05. 0,20. 138,64. 2,01. 0,43. 1,45. 1,05. 80. 8,37. 0,21. 138,64. 1,76. 0,36. 1,27. 1,05. 81. 8,48. 0,21. 138,64. 1,78. 0,36. 1,28. 1,05. 83. 8,69. 0,21. 138,64. 1,82. 0,37. 1,32. 1,10. 74. 7,75. 0,22. 138,64. 1,70. 0,33. 1,23. 1,10. 75. 7,85. 0,22. 138,64. 1,73. 0,33. 1,25. 1,10. 73. 7,64. 0,22. 138,64. 1,68. 0,33. 1,21. 1,15. 65. 6,80. 0,23. 138,64. 1,56. 0,29. 1,13. 1,15. 66. 6,91. 0,23. 138,64. 1,59. 0,29. 1,15. 1,15. 63. 6,59. 0,23. 138,64. 1,52. 0,28. 1,09. 1,20. 57. 5,97. 0,24. 138,64. 1,43. 0,25. 1,03. 1,20. 56. 5,86. 0,24. 138,64. 1,41. 0,25. 1,01. 1,20. 56. 5,86. 0,24. 138,64. 1,41. 0,25. 1,01. 1,25. 43. 4,50. 0,25. 138,64. 1,13. 0,19. 0,81. 1,25. 42. 4,40. 0,25. 138,64. 1,10. 0,19. 0,79. 1,25. 40. 4,19. 0,25. 138,64. 1,05. 0,18. 0,75. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. Tabel 4.6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 75° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 15. 16. 17. 18. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 1,30. 34. 3,56. 0,26. 138,64. 0,93. 0,15. 0,67. 1,30. 35. 3,66. 0,26. 138,64. 0,95. 0,16. 0,69. 1,30. 33. 3,45. 0,26. 138,64. 0,90. 0,15. 0,65. 1,35. 30. 3,14. 0,27. 138,64. 0,85. 0,13. 0,61. 1,35. 32. 3,35. 0,27. 138,64. 0,90. 0,14. 0,65. 1,35. 30. 3,14. 0,27. 138,64. 0,85. 0,13. 0,61. 1,40. 26. 2,72. 0,28. 138,64. 0,76. 0,12. 0,55. 1,40. 25. 2,62. 0,28. 138,64. 0,73. 0,11. 0,53. 1,40. 24. 2,51. 0,28. 138,64. 0,70. 0,11. 0,51. 1,50. 24. 2,51. 0,30. 138,64. 0,75. 0,11. 0,54. 1,50. 21. 2,20. 0,30. 138,64. 0,66. 0,09. 0,48. 1,50. 22. 2,30. 0,30. 138,64. 0,69. 0,10. 0,50. Tabel 4.7. TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp) %. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 0,00. 195. 20,41. 0. 138,64. 0,00. 0,87. 0,00. 0,00. 198. 20,72. 0. 138,64. 0,00. 0,88. 0,00. 0,00. 197. 20,62. 0. 138,64. 0,00. 0,88. 0,00. 0,50. 176. 18,42. 0,1. 138,64. 1,84. 0,79. 1,33. 0,50. 175. 18,32. 0,1. 138,64. 1,83. 0,78. 1,32. 0,50. 174. 18,21. 0,1. 138,64. 1,82. 0,78. 1,31. 0,60. 164. 17,17. 0,12. 138,64. 2,06. 0,73. 1,49. 0,60. 165. 17,27. 0,12. 138,64. 2,07. 0,74. 1,49. 0,60. 165. 17,27. 0,12. 138,64. 2,07. 0,74. 1,49. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. Tabel 4.7. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 0,65. 153. 16,01. 0,13. 138,64. 2,08. 0,68. 1,50. 0,65. 154. 16,12. 0,13. 138,64. 2,10. 0,69. 1,51. 0,65. 152. 15,91. 0,13. 138,64. 2,07. 0,68. 1,49. 0,70. 143. 14,97. 0,14. 138,64. 2,10. 0,64. 1,51. 0,70. 144. 15,07. 0,14. 138,64. 2,11. 0,64. 1,52. 0,70. 144. 15,07. 0,14. 138,64. 2,11. 0,64. 1,52. 0,80. 131. 13,71. 0,16. 138,64. 2,19. 0,59. 1,58. 0,80. 132. 13,82. 0,16. 138,64. 2,21. 0,59. 1,59. 0,80. 131. 13,71. 0,16. 138,64. 2,19. 0,59. 1,58. 0,90. 126. 13,19. 0,18. 138,64. 2,37. 0,56. 1,71. 0,90. 127. 13,29. 0,18. 138,64. 2,39. 0,57. 1,73. 0,90. 124. 12,98. 0,18. 138,64. 2,34. 0,55. 1,69. 1,00. 113. 11,83. 0,2. 138,64. 2,37. 0,50. 1,71. 1,00. 111. 11,62. 0,2. 138,64. 2,32. 0,50. 1,68. 1,00. 110. 11,51. 0,2. 138,64. 2,30. 0,49. 1,66. 1,05. 106. 11,09. 0,21. 138,64. 2,33. 0,47. 1,68. 1,05. 105. 10,99. 0,21. 138,64. 2,31. 0,47. 1,66. 1,05. 104. 10,89. 0,21. 138,64. 2,29. 0,46. 1,65. 1,10. 93. 9,73. 0,22. 138,64. 2,14. 0,42. 1,54. 1,10. 92. 9,63. 0,22. 138,64. 2,12. 0,41. 1,53. 1,10. 94. 9,84. 0,22. 138,64. 2,16. 0,42. 1,56. 1,15. 85. 8,90. 0,23. 138,64. 2,05. 0,38. 1,48. 1,15. 86. 9,00. 0,23. 138,64. 2,07. 0,38. 1,49. 1,15. 86. 9,00. 0,23. 138,64. 2,07. 0,38. 1,49. 1,20. 74. 7,75. 0,24. 138,64. 1,86. 0,33. 1,34. 1,20. 74. 7,75. 0,24. 138,64. 1,86. 0,33. 1,34. 1,20. 72. 7,54. 0,24. 138,64. 1,81. 0,32. 1,30. 1,25. 64. 6,70. 0,25. 138,64. 1,67. 0,29. 1,21. 1,25. 63. 6,59. 0,25. 138,64. 1,65. 0,28. 1,19. 1,25. 65. 6,80. 0,25. 138,64. 1,70. 0,29. 1,23. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40. Tabel 4.7. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 45° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 1,30. 52. 5,44. 0,26. 138,64. 1,42. 0,23. 1,02. 1,30. 54. 5,65. 0,26. 138,64. 1,47. 0,24. 1,06. 1,30. 52. 5,44. 0,26. 138,64. 1,42. 0,23. 1,02. 1,35. 40. 4,19. 0,27. 138,64. 1,13. 0,18. 0,82. 1,35. 40. 4,19. 0,27. 138,64. 1,13. 0,18. 0,82. 1,35. 41. 4,29. 0,27. 138,64. 1,16. 0,18. 0,84. 1,40. 38. 3,98. 0,28. 138,64. 1,11. 0,17. 0,80. 1,40. 37. 3,87. 0,28. 138,64. 1,08. 0,17. 0,78. 1,40. 38. 3,98. 0,28. 138,64. 1,11. 0,17. 0,80. 1,50. 36. 3,77. 0,3. 138,64. 1,13. 0,16. 0,82. 1,50. 35. 3,66. 0,3. 138,64. 1,10. 0,16. 0,79. 1,50. 35. 3,66. 0,3. 138,64. 1,10. 0,16. 0,79. 1,55. 30. 3,14. 0,31. 138,64. 0,97. 0,13. 0,70. 1,55. 31. 3,24. 0,31. 138,64. 1,01. 0,14. 0,73. 1,55. 32. 3,35. 0,31. 138,64. 1,04. 0,14. 0,75. 1,60. 26. 2,72. 0,32. 138,64. 0,87. 0,12. 0,63. 1,60. 27. 2,83. 0,32. 138,64. 0,90. 0,12. 0,65. 1,60. 28. 2,93. 0,32. 138,64. 0,94. 0,13. 0,68. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. Tabel 4.8. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30° dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 0,00. 216. 22,61. 0. 138,64. 0,00. 0,96. 0,00. 0,00. 216. 22,61. 0. 138,64. 0,00. 0,96. 0,00. 0,00. 219. 22,92. 0. 138,64. 0,00. 0,98. 0,00. 0,50. 187. 19,57. 0,1. 138,64. 1,96. 0,84. 1,41. 0,50. 186. 19,47. 0,1. 138,64. 1,95. 0,83. 1,40. 0,50. 186. 19,47. 0,1. 138,64. 1,95. 0,83. 1,40. 0,55. 172. 18,00. 0,11. 138,64. 1,98. 0,77. 1,43. 0,55. 174. 18,21. 0,11. 138,64. 2,00. 0,78. 1,44. 0,55. 172. 18,00. 0,11. 138,64. 1,98. 0,77. 1,43. 0,60. 156. 16,33. 0,12. 138,64. 1,96. 0,70. 1,41. 0,60. 154. 16,12. 0,12. 138,64. 1,93. 0,69. 1,40. 0,60. 154. 16,12. 0,12. 138,64. 1,93. 0,69. 1,40. 0,65. 142. 14,86. 0,13. 138,64. 1,93. 0,63. 1,39. 0,65. 141. 14,76. 0,13. 138,64. 1,92. 0,63. 1,38. 0,65. 144. 15,07. 0,13. 138,64. 1,96. 0,64. 1,41. 0,70. 131. 13,71. 0,14. 138,64. 1,92. 0,59. 1,38. 0,70. 130. 13,61. 0,14. 138,64. 1,90. 0,58. 1,37. 0,70. 133. 13,92. 0,14. 138,64. 1,95. 0,59. 1,41. 0,75. 127. 13,29. 0,15. 138,64. 1,99. 0,57. 1,44. 0,75. 126. 13,19. 0,15. 138,64. 1,98. 0,56. 1,43. 0,75. 126. 13,19. 0,15. 138,64. 1,98. 0,56. 1,43. 0,80. 110. 11,51. 0,16. 138,64. 1,84. 0,49. 1,33. 0,80. 113. 11,83. 0,16. 138,64. 1,89. 0,50. 1,36. 0,80. 112. 11,72. 0,16. 138,64. 1,88. 0,50. 1,35. 0,85. 102. 10,68. 0,17. 138,64. 1,81. 0,46. 1,31. 0,85. 104. 10,89. 0,17. 138,64. 1,85. 0,46. 1,33. 0,85. 101. 10,57. 0,17. 138,64. 1,80. 0,45. 1,30. 0,90. 95. 9,94. 0,18. 138,64. 1,79. 0,42. 1,29. 0,90. 96. 10,05. 0,18. 138,64. 1,81. 0,43. 1,30. 0,90. 93. 9,73. 0,18. 138,64. 1,75. 0,42. 1,26. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. Tabel 4.8. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 30° dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). TipSpeed Rasio (tsr). Koefisi en daya (Cp). N. rpm. rad/s. N.m. watt. watt. 1,00. 87. 9,11. 0,2. 138,64. 1,82. 0,39. 1,31. 1,00. 84. 8,79. 0,2. 138,64. 1,76. 0,38. 1,27. 1,00. 85. 8,90. 0,2. 138,64. 1,78. 0,38. 1,28. 1,10. 76. 7,95. 0,22. 138,64. 1,75. 0,34. 1,26. 1,10. 77. 8,06. 0,22. 138,64. 1,77. 0,34. 1,28. 1,10. 75. 7,85. 0,22. 138,64. 1,73. 0,33. 1,25. 1,20. 68. 7,12. 0,24. 138,64. 1,71. 0,30. 1,23. 1,20. 68. 7,12. 0,24. 138,64. 1,71. 0,30. 1,23. 1,20. 57. 5,97. 0,24. 138,64. 1,43. 0,25. 1,03. 1,25. 54. 5,65. 0,25. 138,64. 1,41. 0,24. 1,02. 1,25. 50. 5,23. 0,25. 138,64. 1,31. 0,22. 0,94. 1,25. 51. 5,34. 0,25. 138,64. 1,33. 0,23. 0,96. 1,35. 49. 5,13. 0,27. 138,64. 1,38. 0,22. 1,00. 1,35. 43. 4,50. 0,27. 138,64. 1,22. 0,19. 0,88. 1,35. 43. 4,50. 0,27. 138,64. 1,22. 0,19. 0,88. 1,45. 46. 4,81. 0,29. 138,64. 1,40. 0,21. 1,01. 1,45. 37. 3,87. 0,29. 138,64. 1,12. 0,17. 0,81. 1,45. 39. 4,08. 0,29. 138,64. 1,18. 0,17. 0,85. 1,50. 41. 4,29. 0,3. 138,64. 1,29. 0,18. 0,93. 1,50. 33. 3,45. 0,3. 138,64. 1,04. 0,15. 0,75. 1,50. 35. 3,66. 0,3. 138,64. 1,10. 0,16. 0,79. 1,55. 37. 3,87. 0,31. 138,64. 1,20. 0,17. 0,87. 1,55. 29. 3,04. 0,31. 138,64. 0,94. 0,13. 0,68. 1,55. 29. 3,04. 0,31. 138,64. 0,94. 0,13. 0,68. 1,75. 27. 2,83. 0,35. 138,64. 0,99. 0,12. 0,71. 1,75. 26. 2,72. 0,35. 138,64. 0,95. 0,12. 0,69. 1,75. 27. 2,83. 0,35. 138,64. 0,99. 0,12. 0,71. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43. 4.4. Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan Setelah memperoleh data dan dilakukan perhitungan maka data terssebut. akan diolah kembali dalam bentuk berupa grafik untuk mengetahui hubungan antara kecepatan putar poros turbin (n) dengan beban torsi (T) dan mengetahui hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ). Grafik dibuat sesuai dengan variasi yang dilakukan pada kincir angin Savonius dua tingkat. 4.4.1. Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius Tanpa Sirip Aerodinamis. a.. Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) Pada Gambar 4.1 dapat disimpulkan bahwa semakin besar gaya. pengimbang yang diterima kincir angin maka torsi yang dihasilkan akan semakin besar, sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada penelitian kincir angin model Savonius tanpa sirip menggunakan kecepatan angin 7,5m/s menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,32 N.m pada kecepatan putar 14 rpm, sedangkan untuk kecepatan optimal mencapai 180 rpm tanpa beban.. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 250 200 150 100 50 0 0,0. 0,1. 0,1. 0,2. 0,2. 0,3. 0,3. 0,4. Torsi, T (N.m) Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius tanpa sirip aerodinamis.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. Koefisien daya, Cp (%). 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4. y = -9,4071λ2 + 8,3128λ - 0,2826. 0,2 0,0 0,0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1,0. Tip speed ratio, λ Gambar 4.2 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius tanpa sirip aerodinamis b.. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed rasio (λ) Pada Gambar 4.2 grafik antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed rasio. (λ) diperoleh persamaan Cp = -9,4071λ2 + 8,3128λ - 0,2826. Persamaan tersebut digunakan untuk mencapai tip speed ratio maksimum untuk menghasilkan koefisien daya maksimum dengan cara sebagi berikut : = -9,4071λ2 + 8,3128λ - 0,2826 = 2(-9,4071) λ + 8,3128 = -18,8142 λ + 8,3128 λ = = 0,441 Setelah diketahui nilai tip speed ratio sebesar 0,441 maka dapat disubstisusikan kedalam persamaan Cp = -9,4071λ2 + 8,3128λ - 0,2826 koefisien daya maksimal.. untuk mengetahui.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45. = -9,4071λ2 + 8,3128λ - 0,2826 = -9,4071(0,441)2 + 8,3128(0,441) - 0,2826 = -1,8295 + 3,6659 - 0,2826 = 1,55% Dari perhitungan diatas diperoleh koefisien daya maksimal sebesar 1,55% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,441. 4.4.2. Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis 75°. a.. Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) Pada Gambar 4.3 dapat disimpulkan bahwa semakin besar gaya. pengimbang yang diterima kincir angin maka torsi yang dihasilkan akan semakin besar, sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada penelitian kincir angin model Savonius dengan variasi sirip aerodinamis 75° menggunakan kecepatan angin 7,5m/s menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,30 N.m pada kecepatan putar 22 rpm, sedangkan untuk kecepatan optimal mencapai 190 rpm tanpa beban.. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 250 200 150 100 50 0 0,00. 0,05. 0,10. 0,15. 0,20. 0,25. 0,30. 0,35. Torsi, T (N.m) Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 75°.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46. 1,8. Koefisien daya, Cp (%). 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6. y = -7,53λ2 + 7,3415λ - 0,2768. 0,4 0,2 0,0 0,0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1,0. Tip speed ratio, λ Gambar 4.4 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 75° b.. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed rasio (λ) Pada Gambar 4.4 grafik antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed rasio. (λ) diperoleh persamaan Cp= -7,53λ2 + 7,3415λ - 0,2768. Persamaan tersebut digunakan untuk mencapai tip speed ratio maksimum untuk menghasilkan koefisien daya maksimum dengan cara sebagi berikut : = -7,53λ2 + 7,3415λ - 0,2768 = 2(-7,53) λ + 7,3415 = -15,06 λ + 7,3415 λ = = 0,487 Setelah diketahui nilai tip speed ratio sebesar 0,487 maka dapat disubstisusikan kedalam persamaan Cp= -7,53λ2 + 7,3415λ - 0,2768 untuk mengetahui koefisien daya maksimal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47. = -7,53λ2 + 7,3415λ - 0,2768 = -7,53(0,487)2 + 7,3415(0,487) - 0,2768 = -1,785 + 3,575 - 0,2768 = 1,51% Dari perhitungan diatas diperoleh koefisien daya maksimal sebesar 1,51% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,487. 4.4.3 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis 45° a.. Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) Pada Gambar 4.5 dapat disimpulkan bahwa semakin besar gaya. pengimbang yang diterima kincir angin maka torsi yang dihasilkan akan semakin besar, sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada penelitian kincir angin model Savonius dengan variasi sirip aerodinamis 45° menggunakan kecepatan angin 7,5m/s menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,32 N.m pada kecepatan putar 28 rpm, sedangkan untuk kecepatan optimal mencapai 198 rpm tanpa beban.. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 250 200 150 100 50 0 0. 0,05. 0,1. 0,15. 0,2. 0,25. 0,3. 0,35. Torsi, T (N.m) Gambar 4.5 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 45°.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48. 2,0. Koefisien daya, Cp (%). 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8. y = -8,4141λ2 + 8,3254λ - 0,3676. 0,6 0,4 0,2 0,0 0,0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1,0. Tip speed ratio, λ Gambar 4.6 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) pada kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 45° b.. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed rasio (λ) Pada Gambar 4.6 grafik antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed rasio. (λ) diperoleh persamaan Cp = -8,4141λ2 + 8,3254λ - 0,3676. Persamaan tersebut digunakan untuk mencapai tip speed ratio maksimum untuk menghasilkan koefisien daya maksimum dengan cara sebagi berikut : = -8,4141λ2 + 8,3254λ - 0,3676 = 2(-8,4141) λ + 8,3254 = -16,8282 λ + 8,3254 λ = = 0,494 Setelah diketahui nilai tip speed ratio sebesar 0,494 maka dapat disubstisusikan kedalam persamaan Cp = -8,4141λ2 + 8,3254λ - 0,3676 untuk mengetahui koefisien daya maksimal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49. = -8,4141λ2 + 8,3254λ - 0,3676 = -8,4141(0,494)2 + 8,3254(0,494) - 0,3676 = -2,053 + 4,112 - 0,3676 = 1,69% Dari perhitungan diatas diperoleh koefisien daya maksimal sebesar 1,69% pada nilai tip speed ratio optimal sebesar 0,494. 4.4.4 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Savonius dengan Variasi Sirip Aerodinamis 30° a.. Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) Pada Gambar 4.7 dapat disimpulkan bahwa semakin besar gaya. pengimbang yang diterima kincir angin maka torsi yang dihasilkan akan semakin besar, sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada penelitian kincir angin model Savonius dengan variasi sirip aerodinamis 30° menggunakan kecepatan angin 7,5m/s menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,35 N.m pada kecepatan putar 27 rpm, sedangkan untuk kecepatan optimal mencapai 219 rpm tanpa beban.. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 250 200 150 100 50 0 0. 0,05. 0,1. 0,15. 0,2. 0,25. 0,3. 0,35. 0,4. Torsi, T (N.m) Gambar 4.7 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi kincir angin Savonius dengan sirip aerodinamis 30°.