RANCANG BANGUN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN SUMBU VERTIKAL DI DESA KLIRONG KLATEN
Oleh Bayu Amudra NIM: 612008032
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
i
INTISARI
Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang sebuah turbin angin sumbu vertical yang
akan dipasang di Desa Klirong Klaten. Bentuk turbin angin yang direalisasikan adalah twisted savonius, dipilih karena memiliki keunggulan dapat berputar dengan angin yang
kecil sehingga memiliki self-starting yang baik dan tidak tergantung arah angin sehingga dapat menangkap angin dari berbagai arah.
Dimensi turbin yang direalisasikan 1500 mm dengan diameter 500 mm. Untuk mengkonversi energi turbin menjadi listrik digunakan generator AC 3 fasa yang kemudian disearahkan menjadi tegangan DC. Untuk menghasilkan tegangan 5 V keluaran penyearah dihubungkan ke konverter DC ke DC dengan IC CE8301.
ii
ABSTRACT
This final project aims to design a vertical axis wind turbines that will be installed in Klirong village of Klaten. The shape of the wind turbines that are realized are twisted savonius, chosen because it can spin with little wind so having a good self-starting and not depending on the wind direction so it can capture wind from different directions.
Turbine dimensions are 1500 mm of height with a diameter 500 mm. To convert the energy into electricity used generator AC 3 phase then rectified to becomes DC voltage. To generate a voltage of 5 V output, output rectifier connected to a DC to DC converter with IC CE8301.
The simulation result with fan speed 2,6 m/s; 3,4 m/s; and 4,0 m/s shows the efficiency of the turbine system has increased with same discharge velocity of wind speed and increased wind can generate power 0 mW, 0,09 mW, and 0,263 mW. With the
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Tuhan Yang Maha Kuasaatas segala rahmat karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik
Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :
1. Tuhan atas kasih karunia yang diberikan sehingga penulis bisa mengerjakan skripsi dengan baik, penyertaan-Mu sungguh ada dan nyata dalam pengerjaan skripsi ini.
2. Ayah dan ibu terima kasih untuk segalanya, dukungan kalian membuatku selalu bersemangat mengerjakan skripsi ini.
3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng dan Bapak Herdiyanto selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan arahan dalam mengerjakan skripsi ini.
4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK.
5. Teman-teman angkatan 2008 semuanya terimakasih banyak.
6. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi
ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, 30 Oktober 2013
vi
3.5. Kipas Angin ... 21
3.6. Battery Charger ... 22
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 24
4.1. Pengujian Tip Speed Ratio ... 24
4.2. Pengujian Turbin dengan Simulasi Kipas Angin ... 26
4.3. Pengujian Aktual di Desa Klirong ... 30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 46
5.1. Kesimpulan ... 46
5.2. Saran Pengembangan ... 46
DAFTAR PUSTAKA ... 47
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Grafik Hubungan TSR (α) terhadap Efisiensi Turbin(%) Konvensional... 4
Gambar 2.2.a. Turbin Darieus ... 4
Gambar 2.2.b. Turbin Savonius ... 4
Gambar 2.3. Diagram Turbin Tampak Samping ... 7
Gambar 2.4.Diagram Turbin Tampak Atas ... 8
Gambar 2.5.Grafik Hubungan Kecepatan Angin terhadap Daya Poros ... 9
Gambar 2.6.Generator ... 11
Gambar 2.7.Akumulator ... 12
Gambar 2.8. Anemometer ... 13
Gambar 3.1. Proses Pemanfaatan Angin ... 15
Gambar 3.2. Bentuk Blade (Sudu) ... 16
Gambar 3.3. Diagram Mekanik Turbin Savonius ... 17
Gambar 3.4. Realisasi Turbin Twisted Savonius ... 18
Gambar 3.5. Generator AC ... 19
Gambar 3.6.a. Rangkaian delta 3 fasa ... 20
Gambar 3.6.b. Rangkaian penyearah 3 fasa ... 20
Gambar 3.7. Kipas Angin ... 21
Gambar 3.8. Rangkaian DC-DC step-up converter ... 22
Gambar 4.1. Pengujian tip speed ratio ... 24
Gambar 4.2. Grafik Hubungan TSR (α) terhadap Efisiensi Turbin(%) Konvensional... 25
Gambar 4.3. Diagram Pengujian. ... 31
Gambar 4.4. Grafik Kecepatan Angin Setiap Jam. ... 32
Gambar 4.5. Grafik Temperatur Setiap Jam. ... 32
Gambar 4.6. Grafik Tekanan Udara Setiap Jam. ... 33
Gambar 4.7. Grafik Hubungan Temperatur dengan Kecepatan Angin . ... 33
Gambar 4.8. Grafik Hubungan Tekanan Udara dengan Kecepatan Angin... 34
Gambar 4.9. Diagram Pengujian Menggunakan Battery Charger. ... 38
viii
Gambar 4.11. Grafik Temperatur Setiap Jam. ... 40
Gambar 4.12. Grafik Tekanan Udara Setiap Jam. ... 40
Gambar 4.13. Grafik Hubungan Temperatur dengan Kecepatan Angin . ... 41
Gambar 4.14. Grafik Hubungan Tekanan Udara dengan Kecepatan Angin. ... 42
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Hasil Simulasi dengan Resistor 5W1Ω . ... 26 Tabel 4.2. Hasil Pengujian pada tanggal 29 September 2015 . ... 31
