Unjuk kerja kincir angin tipe savonius dengan tiga sudu lengkung yang dapat membuka dan menutup secara otomatis - USD Repository

(1)

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE SAVONIUS DENGAN TIGA SUDU LENGKUNG YANG DAPAT MEMBUKA DAN MENUTUP SECARA

OTOMATIS

No : 748/TA/FST-USD/ TM/ Agustus/2008

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh :

Yosef Benyamin M. Ray NIM : 045214066

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2009

(2)

THE PERFORMANCE OF SAVONIUS WIND MILL WITH AUTOMATIC THREE - BEND BLADE

No : 748/TA/FST-USD/ TM/ Agustus/2008

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain then Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

By :

Yosef Benyamin M. Ray Student Number : 045214066

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2009

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai derajat

Sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma. Isi Tugas Akhir ini adalah mengenai unjuk kerja

kincir angin tipe savonius dengan empat sudu lengkung yang dapat membuka dan

menutup secara otomatis.

Dalam kesempatan ini penulis menyadari bahwa dalam proses belajar di

Program Studi Teknik Mesin, sejak awal studi sampai berakhirnya studi

melibatkan banyak hal. Atas segala saran, bimbingan, dukungan dan bantuan,

pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Ir. Paulus Wiryono Priyotamtama, SJ. Rektor Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta.

2. Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T. Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Budi Sugiharto, S.T., M.T. Ketua Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

4. Ir.Rines., M.T. Dosen Pembimbing Tugas Akhir 1.

5. Ir.YB Lukiyanto, M.T. Dosen Pembimbing Tugas Akhir 2

(8)

viii

7. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah

memberikan berbagai pengetahuan kepada penulis dan membantu

selama proses belajar di Jurusan Teknik Mesin.

8. Teman teman yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini,

yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

9. Bapak, Ibu, dan Kakak saya yang selalu memberikan dukungan moril

maupun materil.

10. Teman-teman seperjuangan di Teknik Mesin yang selalu mendorong

dan memberi dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih

jauh dari sempurna. Meskipun demikian penulis berharap bahwa penulisan Tugas

Akhir ini dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu khususnya

mengenai perancangan turbin aliran silang. Atas kritik dan saran yang bersifat

membangun guna sempurnanya karya tulis ini penulis mengucapkan terima kasih.

Yogyakarta, 18 Mei 2009

(9)

ix

INTISARI

Kebutuhan energi di dunia pada umumnya dan di Indonesia pada khususnya terus meningkat sejalan dengan pertumbuhan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan perkembangan teknologi. pembangunan kelistrikan Indonesia cukup pesat perkembangannya, namun pada kenyataannya belum dapat menjangkau desa-desa terpencil. Hal ini dikarenakan biaya untuk pembangunan jaringan transmisi listrik ke desa-desa terpencil jauh lebih mahal dari pada pendapatan yang diperoleh dari pelanggan di desa-desa terpencil tersebut. Indonesia sebagai negara kepulauan dan tercatat sebagai negara dengan garis pantai terpanjang di dunia memiliki potensi terbesar akan salah satu sumber energi terbarukan yaitu angin, angin merupakan sumber energi yang tersedia sepanjang tahun baik di darat maupun di lautan. Oleh sebab itu suatu pembangkit listrik tenaga angin (PLTAn) berskala kecil dengan konstruksi sederhana dan mudah pemeliharaannya namun memiliki koefisien daya yang tinggi merupakan solusi dan memungkinkan dioperasikan sendiri oleh masyarakat pedesaan. Kajian mengenai kincir angin yang memiliki unjuk kerja yang tinggi masih terus dilakukan.

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan torsi dan koefisien daya yang dihasilkan oleh kincir angin tipe Savonius dengan 3 sudu lengkung yang dimodifikasi pada mekanisme gerakan sudu-sudunya yang dapat membuka dan menutup secara otomatis. Koefisien daya dan torsi dari kincir angin tipe Savonius dengan 3 sudu lengkung akan ditentukan dengan cara menentukan besarnya daya yang diberikan oleh angin pada kincir angin tersebut di dalam sebuah terowongan angin. Ukuran dari kincir ini adalah tinggi 60 cm dan berdiameter 50 cm. Daya output kincir dihitung dengan cara mengukur kuat arus dan tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC yang dihubungkan ke poros kincir, sedangkan torsi ditentukan berdasarkan daya output yang dihasilkan oleh kincir dan putaran poros pada kincir. Adapun variasi kecepatan angin yang ditetapkan, yaitu 4 m/s, 4,5 m/s, 5 m/s, 5,5 m/s, 6 m/s, 6,5 m/s, 6 m/s, 6,5 dan 7 m/s. Koefisien daya kincir ditentukan berdasarkan daya output yang dihasilkan oleh kincir dan daya teoritis yang dihasilkan oleh angin.

Selanjutnya dilakukan analisis karakteristik kincir yang dituangkan dalam bentuk grafik-grafik hubungan antara kecepatan angin dengan koefisien daya yang dihasilkan oleh kincir angin dan kecepatan angin dengan torsi yang dihasilkan oleh kincir angin Savonius 3 sudu lengkung. Nilai maksimum dari koefisien daya yang dihasilkan oleh kincir angin 3 sudu lengkung sebesar 9,92 % terjadi pada tip speed ratio 0,07 atau pada kecepatan angin 4 m/s. Selain itu nilai maksimum dari torsi yang dihasilkan oleh kincir angin Savonius 3 sudu lengkung sebesar 1,03 Nm pada kecepatan angin 4 m/s.

(10)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN PERNYATAAN ... v

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

KATA PENGANTAR... vii

INTISARI ... ix

DAFTAR ISI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 LATAR BEKAKANG ... 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH ... 5

1.3 TUJUAN ... 6

1.4 MANFAAT ... 6

1.5 BATASAN MASALAH ... 7

BAB II DASAR TEORI ... 8

2.1.TIPE KINCIR ANGIN ATAU TURBIN ANGIN ... 8

2.1.1 Kelebihan Turbin Angin Sumbu Vertikal ... 8

2.1.2 Kekurangan Turbin Angin Sumbu Vertikal ... 10

2.2.GERAK KINCIR ... 10

2.3.PERHITUNGAN PADA KINCIR ... 11

2.3.1. Perolehan Daya Menurut Teori ... 11

2.3.2. Perhitungn Daya Keluaran Kincir ... 13

2.3.3. Perhitungan Koefisien Daya ... 13

2.3.4. Perhitungan Torsi ... 14

2.3.5. Perhitungan tip speed ratio... 14

BAB III METODE PENELITIAN ... 16

3.1.SARANA PENELITIAN ... 16

3.2.PERALATAN PENELITIAN ... 16

3.3.ANALISA DATA ... 17

3.4.LANGKAH PENELITIAN ... 18

3.5.CARA KERJA ALAT... 25

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ... 27

4.1.DATA PENELITIAN ... 27

4.1.1. Hasil Pengambilan Data Penelitian dengan Tujuh Variasi Kecepatan Angin ... 27

4.2.PERHITUNGAN DAN PENGOLAHAN DATA ... 34

4.3.ANALISIS DATA... 44

(11)

4.3.1. Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan

Koefisien Daya ... 45

4.3.2. Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan Torsi ... 46

4.3.3. Grafik Hubungan Koefisien Daya dengan Tip speed ratio ... 47

4.3.4. Grafik Hubunga Kecepatan Angin dengan Koefisien Daya terhadap Kincir Angin 4 Sudu Datar.. 48

4.3.5. Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan Torsi Terhadap Kincir Angin 4 Sudu Datar ... 49

BAB V KESIMPULAN ... 51

5.1.Kesimpulan ... 51

5.2.Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

(12)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Kebutuhan energi di Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya

terus meningkat karna pertambahan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan pola

konsumsi energy itu sendiri yang senantiasa meningkat. Sedangkan energi fosil

yang selama ini merupakan sumber energi utama ketersediaannya sangat

terbatas dan terus mengalami deplesi (depletion: kehabisan, menipis) dan proses

alam memerlukan waktu yang cukup lama untuk dapat kembali menyediakan

energi fosil ini.( sumber: DESDM 2005 )

Pemakaian energi di dunia dalam jangka waktu mendatang seperti yang

diperkirakan oleh lembaga Energy Information Administration (EIA) hingga

tahun 2025 masih didominasi oleh bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas

alam dan batubara, sedangkan penggunaan energi terbarukan masih relatif

sedikit. Di samping itu, dari segi pemakaian, sumber energi minyak secara

global didominasi untuk kepentingan transportasi, dan hingga awal tahun 2025

diperkirakan masih akan terus meningkat, sedangkan untuk daerah komersial

dan tempat tinggal dapat dikatakan tidak akan terjadi perubahan yang

signifikan.

Kebutuhan listrik dunia diproyeksikan akan meningkat dari 14.275 milyar

watt pada tahun 2002 melonjak menjadi 26.018 milyar watt pada tahun 2025,

(13)

2

dan untuk mendapatkan energi listrik tersebut sebagian besar diperoleh dari

batubara yaitu hampir 40%, diikuti oleh gas.

Penggunaan energi di Indonesia secara umum meningkat pesat sejalan

dengan pertumbuhan penduduk, pertumbuhan perekonomian maupun

perkembangan teknologi. Dari data pemakaian energi di Indonesia hingga saat

ini lebih dari 90% penduduk Indonesian masih menggunakan energi yang

berbasis fosil, yaitu minyak bumi 54,4%, gas 26,5% dan batubara 14,1%. Untuk

energi dengan panas bumi 1,4%, PLTA 3,4%, sedangkan energi baru dan

terbarukan (EBT) lainnya 0,2%.

Negara Indonesia tercatat sebagai negara dengan garis pantai terpanjang di

dunia. Ini berarti bahwa Indonesia memiliki potensi terbesar akan salah satu

sumber energi terbarukan yaitu angin. Energi angin merupakan energi

terbarukan yang sangat fleksibel. Energi angin dapat dimanfaatkan untuk

berbagai keperluan misalnya memompa air untuk irigasi, pembangkit listrik,

pengering atau pencacah hasil panen, irigasi tambak/udang, pendingin ikan pada

perahu-perahu nelayan dan lain-lain. Selain itu, pemanfaatan energi angin dapat

dilakukan di mana-mana, baik di daerah landai maupun di daerah tinggi, bahkan

dapat diterapkan di laut, berbeda halnya dengan energi air.

Pemanfaatan energi angin ini, selain dapat mengurangi ketergantungan

terhadap energi fosil, di harapkan juga dapat meningkatkan efektifitas dan

efisiensi sistem pertanian yang pada gilirannya akan meningkatkan produktifitas

(14)

Walaupun pemanfaatan energi angin dapat di lakukan dimana saja,

daerah-daerah yang memiliki potensi energi angin yang tinggi tetap perlu

diidentifikasi agar pemanfaatan energi angin ini lebih kompetitif di bandingkan

dengan energi angin lainnya. Oleh karena itu, studi potensi pemanfaatan energi

angin ini sangat tepat di lakukan guna mengidentifikasi daerah-daerah

berpotensi. Angin selama ini di pandang sebagai proses alam biasa yang kurang

memiliki nilai ekonomis bagi kegiatan produktif masyarakat.

Secara umum, pemanfaatan tenaga angin di indonesia memang kurang

mendapat perhatian. Dari data yang diperoleh, potensi energi angin di Indonesia

tercatat 9268,61 MW, namun hingga tahun 1999, kapasitas yang terpasang

hanya 0,888 MW atau prosentase pemanfaatannya baru 0,00956 %. Energi

angin yang tersedia berlimpah, tidak habis-habis, dan tersebar luas. Penggunaan

energi angin memiliki beberapa keunggulan yakni bersih dan tidak

menimbulkan efek rumah kaca. Pernyataan diatas berdasarkan sumber dari

website resmi lemhanas RI, yang diakses pada bulan november 2008.

Kebanyakan energi angin modern dikonversikan ke dalam bentuk energi

listrik dengan cara mengubah gerak rotasi sudu turbin menjadi arus listrik

dengan menggunakan generator listrik Pada kincir angin, energi angin pada

umumnya digunakan untuk memutar peralatan mekanik guna melakukan kerja

(15)

4

Tabel 1. Data angin yang telah dihimpun oleh Pusat Meteorologi dan Geofisika

tentang daerah yamg mempunyai kecepatan angin rata-rata 3.5 m/s atau lebih.

No Nama Daerah

Kecepatan Rata-rata

(m/s)

Masa Bertiup Angin

Di atas 4.0 m/s (%)

1 Blang Bintang 3.50 42.6

2 Tanjung Pinang 3.75 62.5

3 Tanjung Pandang 4.35 75.0

4 Pondok Betung 3.70 25.0

5 Margahayu 4.30 90.0

6 Rendole/Pati 5.30 84.8

7 Semarang 3.90 51.3

8 Iswahyudi 5.15 95.5

9 Kalianget 4.15 65.6

10 Denpasar 4.03 59.5

11 Pasir Panjang 4.95 66.7

12 Kupang/Penfui 5.75 78.6

13 Waingapu 3.65 32.7

Sumber : Pusat Meteorologi dan Geofisika, 2000

Dari data yang dipaparkan di atas, dengan menganggap kecepatan

(16)

angin yang sesuai dengan keadaan angin di indonesia adalah kincir angin

savonius. Kincir angin Savonius yang dikembangkan dapat digunakan sebagai

pembangkit listrik tenaga angin dan untuk kepentingan memompa atau

menaikkan air.

Kincir angin yang telah dibuat selama ini dinilai masih kurang berfungsi

secara optimal. Oleh karena itu, melalui modifikasi pada mekanisme gerakan

sudu-sudu pada kincir angin Savonius tiga sudu lengkung yang dapat membuka

dan menutup secara otomatis ini diharapkan dapat memberikan koefisien daya

yang semakin meningkat.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan kincir angin

Savonius 3 sudu lengkung adalah sebagai berikut:

1) Indonesia mempunyai potensi angin yang banyak tetapi pada umumnya

berkecepatan rendah.

2) Kebutuhan masyarakat akan energi pada saat ini terus meningkat sedangkan

energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi utama

ketersediaannya mulai menipis, untuk itu di butuhkan energi alternatif yang

salah satunya adalah energi angin.

3) Kebutuhan akan kincir angin yang sederhana dan murah tetapi memiliki

(17)

6

4) Kincir angin yang penulis teliti ini adalah kincir angin tipe Savonius tiga

sudu lengkung yang sudu – sudunya dapat membuka dan menutup secara

otomatis, dengan diameter kincir 50 cm dan tinggi kincir 60 cm.

1.3 TUJUAN

Adapun tujuan yang hendak dicapai dalam pembuatan kincir angin tipe

Savonius 3 sudu lengkung ini adalah:

1. Mendapatkan hubungan koefisien daya terhadap kecepatan angin.

2. Mendapatkan hubungan torsi terhadap kecepatan angin.

3. Mendapatkan hubungan koefisien daya yang didapat terhadap tip speed

ratio.

4. Membandingkan koefisien daya terhadap kecepatan angin dengan hasil

penelitian sejenis.

1.4 MANFAAT

Manfaat dari penelitian tentang pembuatan kincir angin tipe Savonius 3 sudu

lengkung adalah:

1. Dapat dipergunakan sebagai sumber informasi bagi masyarakat Indonesia,

(18)

untuk dapat di kembangkan sebagai alternatif sebagai pembangkit tenaga

listrik.

2. Menambah kepustakaan pada bidang energi terbarukan.

1.5 BATASAN MASALAH

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu

adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

1) Kecepatan angin di variasikan dengan mengatur jarak terowongan angin

dari blower.

2) Model kincir angin yang digunakan adalah kincir angin tipe Savonius satu

tingkat berukuran 60 cm x 50 cm yang sudu kincirnya dapat membuka dan

menutup secara otomatis.

3) Sudu yang dipilih berbentuk lengkung berjumlah tiga sudu.

4) Kisaran kecepatan angin mulai dari 4 m/s, 4,5 m/s, 5 m/s, 5,5 m/s, 6 m/s,

dan 7 m/s.

5) Parameter – parameter yang diperoleh berupa hubungan antara koefisien

dayadengan kecepatan angin dan hubungan torsi pada kincir angin dengan

(19)

BAB II DASAR TEORI

2.1 TIPE KINCIR ATAU TURBIN ANGIN

Secara umum, kincir atau turbin angin di bedakan dalam dua jenis berdasarkan

kedudukan porosnya, yaitu :

1. Turbin angin poros vertical atau VAWT ( Vertical Axis Wind Turbine ).

Turbin angin poros vertical adalah turbin dengan poros vertical dan

mempunyai generator pembangkit listrik dibawah poros.

2. Turbin angin poros horizontal atau HAWT ( Horisontal Axis Wind Turbine ).

Turbin angin poros horizontal adalah turbinndengan poros utama horizontal

dan mempunyai generator pembangkit listrik diatas puncak menara.

Salah satu turbin angin poros vertical adalah turbin angin Savonius. Turbin

angin Savonius pertama kali di ciptakan di negara Finlandia dan berbentuk-S

apabila dilihat dari atas.

Pada umumnya, turbin angin jenis VAWT bergerak lebih perlahan di

bandingkan dengan jenis HAWT, tetapi menghasilkan torsi yang lebih tinggi.

2.1.1 Kelebihan Turbin Angin Sumbu Vertikal

Adapun kelebihan dari turbin angin sumbu vertikal ini, yaitu :

1. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.

2. Karena sudu pada rotornya berbentuk vertikal, tidak dibutuhkan

mekanisme yaw.

3. Sebuah VAWT bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat

pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.

(20)

4. VAWT memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang

terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan

keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan

yang rendah dan tinggi.

5. Desain VAWT berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk

kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih

besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk

lingkarannya HAWT.

6. VAWT memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada

HAWT. Biasanya VAWT mulai menghasilkan listrik saat kecepatan

angin 10 km/jam (6 m.p.h.)

7. VAWT biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara

kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya

angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di

saat angin berhembus sangat kencang.

8. VAWT bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih

tinggi dilarang dibangun.

9. VAWT yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan

dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju

angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak

bukit),

10.VAWT tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.

(21)

10

12.Cara membuat VAWT mudah dan murah dari segi biaya

2.1.2 Kekurangan Turbin Angin Sumbu Vertikal

Dan ada pula kekurangan dari turbin angin sumbu vertikal ini, yaitu :

1. Kebanyakan VAWT memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi

HAWT karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.

2. VAWT tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih

kencang di elevasi yang lebih tinggi.

3. Kebanyakan VAWT mempunyai torsi awal yang rendah, dan

membutuhkan energi untuk mulai berputar.

4. Sebuah VAWT yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya

memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor

dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan

meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.

2.2 GERAK KINCIR

Pada dasarnya rotor kincir angin mengambil tenaga dari angin dan

membuatnya menjadi lebih pelan, dan menghasilkan tenaga.

Ini dapat dilihat dengan adanya gaya yang diterapkan yaitu gaya yang

diberikan oleh angin kepada kincir. Obyek yang bergerak searah aliran angin,

(22)

Prinsip kerja kincir angin savonius adalah mengkonversikan energi angin

menjadi energi mekanis dalam bentuk gaya dorong. Sebagian sudu mengambil

energi angin dan sebagian sudu lagi melawan angin. Sudu yang mengambil energi

angin disebut downwind sedangkan sudu yang melawan angin disebut upwind. Sudu

upwind ini dapat mengurangi kecepatan rotor. Besarnya torsi pada rotor dan

kecepatan rotor (rpm) tergantung pada selisih drag force sudu upwind dengan gaya

dorong sudu downwind.

Gambar 2.1 Arah gerak kincir

ARAH PUTARAN

UPWIND

DOWNWIND

ARAH ANGIN

2.3 PERHITUNGAN PADA KINCIR

2.3.1 Perolehan Daya Menurut Teori

Daya teoritis yang tersedia angin dapat dihitung dari perkalian masa jenis

udara dikalikan luas penampang frontal kincir angin dikalikan kecepatan

angin pangkat tiga dan dibagi dua, sehingga rumus untuk menghitung daya

teoritis adalah :

3

2 1

Av

pin = ρ (watt)

(23)

12

dengan :

= Daya teoritis (watt)

ρ = Densitas udara / massa jenis udara, kg/m3

= 1,225 kg/m3

A = Luas penampang frontal kincir ( m2)

v = Kecepatan angin (m/det)

Pada Gambar 2.2 ditunjukkan bahwa, daya angin yang dapat dimanfaatkan dengan menggunakan turbin angin dengan propeller yang

ideal maksimum 59 % dari daya yang disediakan angin. Sementara ini,

daya efektif yang dapat dicapai oleh sebuah kincir (atau turbin) angin tipe

Savonius hanya mencapai 30% dari daya yang disediakan angin.

Savonius

American multiblade

High Speed Propeller Ideal Propeller

Dutch Four Arm Darrieus

(24)

2.3.2 Perhitungan Daya Keluaran yang dihasilkan oleh kincir ( )

Perhitungan Daya Keluaran yang dihasilkan oleh kincir ( ) dihitung

berdasarkan hasil perkalian dari tegangan (V) dan kuat arus (I) output

generator yang digunakan sehingga dapat dituliskan menurut persamaan

berikut :

I V

Pout = . ( watt

)

( 2.2 )

dengan :

Pout= Daya yang dihasilkan oleh kincir ( watt )

V = Tegangan ( volt )

I = Arus ( ampere )

2.3.3 Perhitungan Koefisien Daya (Cp) kincir :

Perhitungan koefisien daya pada kincir dapat dihitung dari hasil pembagian

daya keluaran yang dihasilkan oleh kincir ( ) dengan daya teoritis ( )

yang disediakan oleh angin dikali 100% sehingga dapat di peroleh

persamaan sebagai berikut :

% 100 × = in out p P P

(25)

14

dengan :

Cp = Koefisien daya kincir

= Daya keluaran yang dihasilkan oleh Kincir ( watt )

= Daya Teoritis ( watt )

2.3.4 Perhitungan Torsi

Untuk perhitungan torsi, diperoleh dari hasil pembagian antara daya

keluaran yang dihasilkan oleh kincir dan putaran poros pada kincir sehingga

diperoleh rumus untuk menghitung torsi adalah:

( Nm ) ( 2.4 )

dengan :

t

M _{= Torsi} _{( Nm )}

= Daya output ( watt )

n = Putaran poros ( rpm )

2.3.5 Perhitungan tip speed ratio ( tsr )

Perhitungan tip speed ratio diperoleh dari hasil pembagian antara

kecepatan keliling ujung kincir dengan kecepatan angin sehingga diperoleh

(26)

( 2.5 )

dengan :

tsr = tip speed ratio

D = Diameter kincir ( m )

Kecepatan angin ( m/s )

Putaran poros kincir angin ( rpm )

(27)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1.SARANA PENELITIAN

Sarana yang di gunakan untuk penelitian adalah kincir angin vertical dengan

sudu yang dapat membuka dan menutup. Selanjutnya kincir angin tersebut akan

dicari unjuk kerjanya pada kecepatan angin yang bervariasi sehingga mendapatkan

daya keluaran yang berbeda.

3.2.PERALATAN PENELITIAN

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

1. Generator

Alat ini berfungsi sebagai alat yang mengubah gaya gerak menjadi listrik.

Generator menghasilkan arus listrik dan tegangan listrik yang digunakan untuk

mencari besar daya yang dikeluarkan.

2. Tachometer

Alat ini digunakan untuk mengukur putaran poros motor DC. Tachometer yang

digunakan tachometer jenis digital light tachometer, yang prinsip kerjanya

dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor yang berupa pemantul

cahaya (contoh aluminium foil) yang dipasang pada poros.

(28)

3. Wind Tunnel ( terowongan angin )

Alat ini berfungsi sebagai lorong yang menangkap dan mengumpulkan angin

dan menghembuskannya pada kincir yang diletakkan didalam terowonganangin

tersebut, pengaturan kecepatan angin dilakukan dialat ini.

4. Fan / Blower

Alat ini menghisap angin yang akan disalurkan melalui terowongan angin

5. Multimeter

Alat ukur untuk mengukur kelistrikan pada beban yang diberikan.

6. Lampu

Lampu ini berfungsi sebagai beban dalam pengukuran tegangan dan arus dari

alternator.

7. Anemometer

Anemometer ini berfungsi sebagai alat pengukur kecepatan angin.

3.3.ANALISA DATA

Data yang diambil dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

a. Putaran poros kincir yang dihasilkan ( rpm ).

b. Tegangan dan arus listrik pada lampu. (VL) dan (IL)

c. Kecepatan angin ( ) yang digunakan didapat dari pengukuran anemometer

yang diletakan di depan terowongan angin ∞

(29)

18

d. didapat dari hasil perkalian antar massa jenis udara dengan luas penampang

kincir dan kecepatan angin dipangkatkan tiga ,dan hasilnya dibagi dua, dengan

menggunakan Persamaan 2.1.

in P

e. P_out diperoleh dari hasil perkalian antara tegangan (V ) dan arus (I) listrik

yang dihasilkan dari lampu, dengan menggunakan Persamaan 2.2.

f. Selanjutnya ditentukan efisiensi kincir yang didapat dari hasil pembagian daya

keluaran yang dihasilkan oleh kincir terhadap daya teoritis dikali 100%, dengan

menggunakan Persamaan 2.3.

g. Untuk mencari torsi didapat dari hasil pembagian antara daya keluaran yang

dihasilkan oleh kincir dan putaran poros pada kincir,dengan menggunakan

Persamaan 2.4.

h. Dan untuk mencari tip speed ratio didapat dari hasil perkalian dari ,diameter

kincir dan putaran poros dan dibagi dengan hasil perkalian 60 dan kecepatan

angin, pada Persamaan 2.5.

3.4. LANGKAH PENELITIAN

Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :

a. Kincir angin dipasang didalam terowongan angin dan dibaut supaya poros tidak

bergeser .

b. Pada poros atas kincir diberi bantalan agar putarannya menjadi ringan,

kemudian bagian bawah poros dihubungkan dengan alternator.

c. Selanjutnya generator diberi beban berupa lampu.

d. Di depan kincir angin dipasang anemometer untuk mengetahui kecepatan angin

(30)

e. Setelah semua siap, blower dihidupkan untuk menghisap angin masuk kedalam

terowongan angin.

f. Ketika generator berputar maka lampu akan menyala sehingga dapat diukur

tegangan dan arusnya.

g. Bersamaan dengan pengukuran tegangan dan arus, diukur juga putaran

porosnya.

h. Jalannya percobaan a-g dilakukan berulang dengan variasi kecepatan angin

yaitu dari kecepatan angin terkecil kincir bisa berputar sampai kecepatan

(31)

20

Gambar 3.1 Kincir angin savonius tiga sudu lengkung

Keterangan Gambar 3.1 :

1. Poros

Poros yang digunakan merupakan poros pejal dengan diameter 0,016 m dan

panjang 1,29 m . Poros tersebut berfungsi sebagai tumpuan kincir saat didirikan

dan berputar. Pada ujung poros ini tedapat lubang yang dibuat untuk

penghubung kincir dengan alternator yang berdiameter 8 mm.

(32)

Gambar 3.3 Lubang pena penahan poros

2. Penutup atas

Penutup atas terbuat dari bahan mika, penutup atas berfungsi untuk menahan

angin agar tetap mendorong sudu dan tidak terhambur keluar tepi atas kincir.

Penutup atas mempunyai diameter yang sama dengan diameter luar kincir yaitu

0,5 m.

Gambar 3.4 Penutup atas kincir 3. Penahan bilah sudu

Penahan sudu mengunakan baut dengan diameter 12 mm. Fungsinya untuk

(33)

22

180o maka sudu tidak dapat berbalik lagi karena terdorong angin, itu berarti di

tengan sudu terdapat lubang yang membuat angin lolos dan tidak termanfaatkan

secara maksimal.

Gambar 3.5 Penahan sudu kincir

4. Dudukan poros sudu

Dudukan ini terbuat dari kayu yang berfungsi sebagai dudukan atau tempat

menempelnya poros pada sudu, dan sebagai penghubung antara sudu-sudu

dengan poros utama.

(34)

5. Poros penahan sudu

Poros penahan terbuat dari besi cor dengan diameter 8 mm. Fungsinya untuk

menahan agar poros sudu atas dan bawah tetap sejajar atau dengan kata lain

untuk menahan beban puntir pada kincir akibat dorongan angin.

Gambar 3.7 Poros penahan sudu pada kincir

6. Sudu

Pada kesempatan ini kincir yang dibuat adalah kincir Savonius dengan sudu

melengkung. Sudu terbuat dari mika yang mempunyai beben yang ringan,

berfungsi untuk mempermudah saat sudu membuka dan menutup. Panjang sudu

(35)

24

Gambar 3.8 Sudu lengkung pada kincir

7. Poros sudu

Poros sudu berfungsi untuk tumpuan sudu saat berputar dan berfungsi sebagai

penghubung antara sudu dengan poros utama.

(36)

8. Penutup bawah

Penutup bawah bahan dan ukurannya sama, fungsinya pun sama dengan

penutup atas yaitu untuk menahan angin agar tidak terhempas keluar melewati

tepi bawah kincir.

Gambar 3.10 Penutup bawah kincir

3.5. CARA KERJA ALAT

Cara kerja kincir angin adalah sebagai berikut :

1. Kincir dipasang pada terowongan angin.

2. Pemasangan Anemometer diletakan pada terowongan angin bagian depan.

3. Kincir dihubungkan dengan alternator untuk menghasilkan listrik

4. Pada alternator diberi beban berupa lampu, yang akan diukur keluaran

listriknya.

5. Pada saat angin berhembus pada terowongan angin, maka akan mendorong sudu

(37)

26

6. Setelah lampu dapat menyala dengan stabil dapat dilakukan pengukuran

terhadap tegangan listrik, arus listrik, putaran generator. Setelah selesai

pengukuran, angin berhenti dihembuskan, supaya tidak ada magnet pada

generator.

7. Setelah selesai melakukan pengukuran pada salah satu kecepatan angin, maka

(38)

BAB IV

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 DATA PENELITIAN

Pengambilan data yang dilakukan dengan memvariasikan kecepatan angin yaitu

dimulai dari kecepatan angin 4 m/s sampai 7 m/s. Variasi minimum diambil 4 m/s

karena kecepatan ini adalah kecepatan angin minimum kincir dapat berputar,

sedangkan kecepatan maksimum diambil 7 m/s, karena pada terowongan angin yang

digunakan dapat menyedot udara dengan kecepatan maksimal 7,5 m/s, maka

diambil 7 m/s untuk variasi kecepatan angin maksimal. Pengambilan data dilakukan

pada tiap 1 menit sebanyak 20 kali untuk tiap variasi.

4.1.1 Hasil Pengambilan Data Penelitian dengan Tujuh Variasi Kecepatan Angin.

Berikut adalah keterangan simbol-simbol pada tabel :

V = tegangan listrik pada kincir (volt)

I = arus listrik (ampere)

n= putaran poros kincir (rpm)

(39)

28

Tabel 4.1 Data penelitian pada kecepatan angin variabel 4 m/s

NO V I n volt ampere rpm

(40)

Tabel 4.2 Data penelitian pada kecepatan angin variabel 4,5 m/s

(41)

30

(42)

(43)

32

(44)

(45)

34

1 6,10 0,49 50,20 2 6,30 0,50 52,30 3 5,00 0,54 52,60 4 5,40 0,50 53,40 5 5,60 0,53 53,10 6 6,10 0,48 53,80 7 5,60 0,50 54,30 8 6,20 0,53 54,60 9 5,30 0,52 55,50 10 6,00 0,60 55,80 11 5,60 0,59 55,90 12 6,10 0,56 56,40 13 5,30 0,65 56,80 14 5,70 0,62 57,00 15 6,10 0,59 57,20 16 6,30 0,56 57,80 17 5,10 0,59 58,70 18 5,60 0,59 58,90 19 5,50 0,61 60,20 20 6,10 0,51 60,70

4.2 PERHITUNGAN DAN PENGOLAHAN DATA

Luas penampang kincir bila dilihat dari pandangan samping berbentuk

persegi, luas persegi tersebutlah yang mengalami dorongan dari angin yang

(46)

Gambar 4.1 Penampang kincir dalam 2 dimensi

A = diameter tinggi

= 0,5 m 0,6 m

= 0,3 m2

Menurut Tabel 4.1 pada nomor 1 diperoleh data sebagai berikut :

V = 2,7 volt

I = 0,43 ampere

n= 10 rpm

Rumus yang digunakan dalam perhitungan ini adalah rumus yang telah

(47)

36

a. Perhitungan perolehan daya yang disediakan oleh angin secara teori

menurut Persamaan 2.1

3

2 1

∞

= Av

P_in ρ

) / 4 ).( 3 , 0 ).( / 255 , 1 .( 2

1 ₃ ₂ ₃

s m m

m kg Pin =

Pin = 12,05 watt

b. Perhitungan daya keluaran yang dihasilakn oleh kincir menurut

Persamaan 2.2

Pout = V I

Pout = 2,7 V 0,43 A

Pout = 1,16 watt

c. Perhitungan koefisien daya pada kincir menurut Persamaan 2.3

100 × = in out P P P

C (%)

100 05 , 12 16 , 1 × = watt watt C_P

(48)

d. Perhitungan perolehan torsi pada kincir munurut Persamaan 2.4

Nm

e. Perhitungan perolehan tip speed ratio pada kincir menurut Persamaan 2.5

tsr = 0,06

Untuk mempermudahkan perhitungan, data-data selanjutnya dihitung

(49)

38

Tabel 4.8 Hasil perhitungan pada kecepatan angin variabel 4 m/s

Pout Pin Koefisien

Daya torsi tsr watt watt % Nm

1,16 12,05 9,64 1,11 0,06

1,18 12,05 9,83 0,91 0,08 0,99 12,05 8,22 0,95 0,06 1,37 12,05 11,35 1,28 0,06 1,37 12,05 11,33 1,12 0,07 1,29 12,05 10,75 1,00 0,08 1,41 12,05 11,67 1,03 0,08 1,19 12,05 9,86 0,96 0,07 1,26 12,05 10,46 1,11 0,07 1,18 12,05 9,83 0,95 0,07 1,33 12,05 11,03 1,21 0,06 1,09 12,05 9,03 1,08 0,06 1,02 12,05 8,47 0,97 0,06 1,16 12,05 9,60 0,93 0,07 1,26 12,05 10,46 1,05 0,07 1,15 12,05 9,56 1,06 0,06 1,06 12,05 8,76 0,93 0,07 1,30 12,05 10,76 1,16 0,06 1,06 12,05 8,76 0,88 0,07 1,09 12,05 9,03 0,92 0,07

(50)

Tabel 4.8 Hasil perhitungan pada kecepatan angin variabel 4,5 m/s

Pout Pin Koefisien

1,36 17,15 7,97 0,93 0,08 1,40 17,15 8,20 0,92 0,08 1,55 17,15 9,08 1,00 0,08 1,15 17,15 6,73 0,72 0,08 1,33 17,15 7,75 0,81 0,09 1,33 17,15 7,75 0,79 0,09 1,33 17,15 7,76 0,78 0,09 1,12 17,15 6,54 0,64 0,09 1,17 17,15 6,87 0,67 0,09 1,33 17,15 7,75 0,74 0,09 1,44 17,15 8,42 0,79 0,10 1,48 17,15 8,63 0,84 0,09 1,56 17,15 9,09 0,87 0,09 1,59 17,15 9,32 0,88 0,10 1,19 17,15 6,94 0,64 0,10 1,12 17,15 6,53 0,60 0,10 1,25 17,15 7,33 0,66 0,10 1,12 17,15 6,54 0,59 0,10 1,19 17,15 6,94 0,62 0,10 1,05 17,15 6,16 0,55 0,10

(51)

40

Pout Pin Koefisien

Daya torsi trs watt watt % Nm

1,88 23,53 8,01 0,93 0,10 1,55 23,53 6,62 0,82 0,09 1,36 23,53 5,81 0,70 0,09 1,67 23,53 7,1 0,81 0,10 1,97 23,53 8,39 0,93 0,10 1,33 23,53 5,67 0,58 0,11 1,33 23,53 5,67 0,57 0,11 1,36 23,53 5,82 0,58 0,11 1,72 23,53 7,32 0,71 0,11 1,93 23,53 8,22 0,80 0,12 1,60 23,53 6,80 0,65 0,12 1,76 23,53 7,50 0,73 0,11 1,33 23,53 5,67 0,53 0,12 1,44 23,53 6,13 0,58 0,12 1,68 23,53 7,14 0,66 0,12 1,56 23,53 6,63 0,60 0,12 1,88 23,53 8,01 0,75 0,12 1,64 23,53 6,97 0,63 0,12 1,68 23,53 7,14 0,64 0,12 1,97 23,53 8,41 0,75 0,13

(52)

Pout Pin Koefisien

Daya torsi trs watt watt % Nm

2,07 31,32 6,61 0,77 0,12 1,89 31,32 6,03 0,71 0,12 2,00 31,32 6,41 0,74 0,12 1,80 31,32 5,77 0,65 0,12 2,11 31,32 6,74 0,75 0,12 1,84 31,32 5,90 0,65 0,12 2,16 31,32 6,90 0,77 0,12 1,97 31,32 6,32 0,69 0,12 1,72 31,32 5,49 0,60 0,12 2,07 31,32 6,61 0,72 0,13 1,76 31,32 5,62 0,60 0,13 1,80 31,32 5,77 0,63 0,12 1,93 31,32 6,18 0,66 0,13 2,30 31,32 7,35 0,78 0,13 2,16 31,32 6,90 0,72 0,13 2,30 31,32 7,34 0,77 0,13 2,06 31,32 6,60 0,68 0,13 2,11 31,32 6,75 0,70 0,13 2,11 31,32 6,74 0,71 0,13 2,11 31,32 6,75 0,69 0,13

(53)

42

Pout Pin Koefisien

2,06 40,66 5,06 0,63 0,13 2,16 40,66 5,32 0,67 0,13 2,11 40,66 5,18 0,66 0,13 2,30 40,66 5,67 0,70 0,13 2,21 40,66 5,43 0,66 0,13 2,12 40,66 5,20 0,63 0,13 2,45 40,66 6,03 0,72 0,14 2,16 40,66 5,31 0,63 0,14 1,93 40,66 4,75 0,56 0,14 2,11 40,66 5,18 0,61 0,14 2,02 40,66 4,97 0,58 0,14 2,11 40,66 5,19 0,60 0,14 2,25 40,66 5,54 0,64 0,14 2,02 40,66 4,96 0,57 0,14 2,12 40,66 5,20 0,60 0,14 1,98 40,66 4,86 0,55 0,14 1,98 40,66 4,87 0,54 0,15 1,93 40,66 4,75 0,51 0,15 2,12 40,66 5,20 0,56 0,15 2,16 40,66 5,30 0,56 0,15

(54)

Pout Pin Koefisien

3,13 51,70 6,06 0,81 0,14 3,34 51,70 6,48 0,85 0,15 3,47 51,70 6,72 0,87 0,15 3,53 51,70 6,84 0,87 0,15 3,16 51,70 6,13 0,77 0,15 2,86 51,70 5,54 0,69 0,15 2,45 51,70 4,74 0,58 0,16 3,56 51,70 6,89 0,84 0,16 1,88 51,70 3,65 0,43 0,16 1,80 51,70 3,48 0,41 0,16 2,96 51,70 5,73 0,66 0,17 3,10 51,70 5,99 0,69 0,10 2,96 51,70 5,73 0,66 0,17 2,20 51,70 4,26 0,48 0,17 1,96 51,70 3,81 0,42 0,17 2,64 51,70 5,12 0,56 0,17 2,89 51,70 5,59 0,61 0,17 2,81 51,70 5,45 0,58 0,18 3,18 51,70 6,16 0,65 0,18 2,13 51,70 4,12 0,42 0,19

(55)

44

Pout Pin Koefisien

2,98 64,57 4,63 0,56 0,18 3,15 64,57 4,80 0,57 0,19 2,70 64,57 4,18 0,49 0,19 2,70 64,57 4,18 0,48 0,19 2,96 64,57 4,60 0,53 0,19 2,92 64,57 4,53 0,51 0,20 2,80 64,57 4,34 0,49 0,20 3,28 64,57 5,09 0,57 0,20 2,75 64,57 4,27 0,47 0,20 3,60 64,57 5,50 0,61 0,20 3,30 64,57 5,12 0,56 0,20 3,41 64,57 5,29 0,57 0,21 3,44 64,57 5,34 0,57 0,21 3,53 64,57 5,47 0,60 0,21 3,59 64,57 5,57 0,60 0,21 3,52 64,57 5,46 0,58 0,21 3,01 64,57 4,66 0,48 0,21 3,30 64,57 5,12 0,53 0,22 3,35 64,57 5,19 0,53 0,22 3,11 64,57 4,81 0,48 0,22

Rata - rata 4,91 0,54 0,21

4.3 ANALISIS DATA

Dari hasil penelitian dan perhitungan telah didapatkan beberapa perbedaan.

Perbedaan tersebut disebabkan beberapa faktor yang terjadi selama penelitian. Untuk

mengetahui hal tersebut maka perlu diadakan suatu analisa dan pembahasan dari data

yang diperoleh selama penelitian.

(56)

4.3.1 Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan Koefisien Daya

Berkut ini adalah grafik hubungan kecepatan angin (v_∞) dengan

koefisien daya pada kincir angin (Cp) :

Gambar 4.1 Grafik hubungan kecepatan angin dengan koefisien daya pada

Kincir angin.

Dari grafik pada Gambar 4.1 dapat diketahui bahwa koefisien daya

tertinggi pada kincir angin Savonius dengan 3 sudu lengkung sebesar 9,92

% pada kecepatan angin 4 m/s, dan terendahnya sebesar 4,9 % pada

kecepatan angin 7 m/s. Untuk persamaan garis dari grafik hubungan

kecepatan angin dengan koefisien daya y =

(57)

46 bahwa semakin kecil kecepatan angin maka koefisien daya yang didapat

semakin besar.

4.3.2 Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan Torsi

Berkut ini adalah grafik hubungan kecepatan angin (v ) dengan torsi

pada kincir angin (Mt) :

∞

Gambar 4.2 Grafik hubungan kecepatan angin dengan torsi yang dihasilkan

Kincir angin.

Dari grafik pada Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa torsi tertinggi

yang dapat dihasilkan oleh kincir ini sebesar 1,03458 Nm pada kecepatan

(58)

Untuk persamaan garis dari grafik hubungan kecepatan angin dengan torsi

adalah sehingga dapat

disimpulkan bahwa semakin besar kecepatan angin maka torsi yang diperoleh

semakin kecil.

4.3.3 Grafik Hubungan Koefisien Daya dengan tip speed ratio

Berikut ini adalah grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed

ratio pada kincir angin.

Gambar 4.3 Grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio

Dari grafik pada Gambar 4.3 dapat diketahui bahwa semakin besar

(59)

48 besar . Untuk persamaan garis pada garfik hubungan koefisien daya dengan tip

speed ratio adalah

4.3.4 Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan Koefisien Daya terhadap Kincir

Angin Savonius 4 Sudu Datar

Berikut ini adalah grafik perbandingan koefisien daya dengan

kecepatan angin pada kincir angin savonius 4 sudu datar :

Gambar 4.4 Grafik hubungan kecepatan angin dengan koefisien daya

terhadap kincir angin savonius 4 sudu datar

Dari grafik pada Gambar 4.3 dapat diketahui bahwa koefisien daya

(60)

angin 4 sudu datar. Untuk persamaan garis pada kincir angin 3 sudu lengkung

adalah dan untuk kincir angin 4

sudu datar adalah

4.3.5 Grafik Hubungan Kecepatan Angin dengan Torsi terhadap Kincir Angin

Savonius 4 Sudu Datar.

Berikut adalah grafik hubungan torsi dengan kecepatan angin pada

kincir angin Savonius 4 sudu datar :

Gambar 4.5 Grafik hubungan torsi dengan kecepatan angin pada

(61)

50 Dari grafik pada Gambar 4.5 dapat diketahui bahwa torsi pada kincir angin

savonius 3 sudu lengkung lebih besar dibandingkan dengan kincir angin 4 sudu datar.

Hal ini disebabkan karena kincir 3 sudu lengkung memiliki bobot yang lebih besar

karena pada setiap sudunya dilapisi dengan plat agar kelengkungan sudu kincirnya

tetap terjaga. Berbeda dengan kincir 4 sudu datar yang bobotnya lebih ringan karena

tidak memiliki plat pada setiap sudunya. Hal inilah yang menyebabkan torsi pada

kincir 4 sudu datar lebih rendah jika dibandingkan dengan kincir 3 sudu lengkung.

Untuk persamaan garis kincir angin tiga sudu lengkung adalah

dan untuk kincir angin empat sudu

(62)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian dan perhitungan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Semakin besar kecepatan angin, maka koefisien daya yang di peroleh

semakin kecil. Koefisien daya terbesar pada kincir angin 3 sudu lengkung

adalah 9,92% pada tip speed ratio 0,07 atau kecepatan angin 4 m/s.

2. Semakin besar kecepatan angin, maka torsi yang di peroleh juga semakin

kecil. Torsi terbesar pada kincir angin 3 sudu kengkung adalah 1,03 Nm

pada kecepatan angin 4 m/s.

3. _{Dari grafik hubungan antara}_{tip speed ratio}_{dengan koefisien daya}

diperoleh bahwa semakin besar tip speed ratio maka semakin kecil

koefisien daya yang didapat.

4. Dari hasil perbandingan dengan kincir sejenis dan seukuran yang telah

diteliti sebelumnya yaitu kincir angin Savonius dengan 4 sudu datar dapat

disimpulkan bahwa kincir angin dengan 4 sudu datar memiliki koefisien

daya lebih rendah dari pada kincir angin Savonius dengan 3 sudu

lengkung. Selain itu juga, kincir angin Savonius dengan 4 sudu datar

memiliki torsi yang lebih rendah dari kincir angin Savonius 3 sudu

lengkung.

(63)

5.2 Saran

Adapun saran untuk pihak yang akan mengembangkan penelitian pada

bidang ini adalah :

1. Memperbanyak jumlah sudu agar dapat mengetahui efisiensi yang terbaik.

2. Bahan yang digunakan sebaiknya lebih ringan agar mendapat kecepatan

angin yang lebih rendah dan torsi yang kecil.

3. Pada saat percobaan dimulai sebaiknya peralatan yang akan digunakan

berfungsi sebagai mana mestinya.

(64)

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, W. 2004. Penggerak Mula Turbin. Ed.-3. Penerbit ITB. Bandung.

Djojodihardjo, H. dan Molly, J.P. 1983. Wind Energy System. Penerbit Alumni. Bandung.

Fox, J.A. 1982. An Introduction to Engineering Fluid Mechanics. Ed-2, The Macmillan

Press Ltd. London

Setyadhy, N. 2009. Modifikasi Sudu Pada Kincir Angin Tipe Savonius Empat Sudu

Datar. Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin SFT, USD, Yogyakarta.

Kadir, A. 1995. Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensial Ekonomi.

Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta

Sachs, P. 1978. Wind Forces in Engineering, Ed-2, Pergamon Press. Great Britain.

http://id.wikipedia.org

http://id.wikipedia.org/wiki/turbin_angin

http://www.lemhannas.go.id